Uveal Melanoma (UM) is the most common intraocular tumor in adults. Liver metastasis is the leading cause of death in patients affected by this disease and in approximately 40% of the cases, metastasis occurs 10 years after initial diagnosis. Tumor dormancy has been considered as a leading theory for the delay of the manifestation of metastatic disease and it has been the subject of numerous studies, which includes investigating metastasis suppressor genes (MSG). Studies have shown that the MSG KISS1 plays a role in various human malignancies, including melanoma, and it seems to be involved in the dormancy phase of the metastatic cascade. Previous studies from our laboratory reported that loss of KISS1 expression is related to worse prognosis in UM. In this light, mechanisms that involve increase of KISS1 expression are of interest for UM researchers. Interestingly, pathways involved in UM progression include upregulation of c-KIT, a cell surface molecule normally found in melanoma cells. This process seems to occur at the same time that KISS1 is downregulated and overt metastasis become clinically detectable. Therefore, we verified if inhibition of c-KIT could be related to KISS1 expression in metastatic UM. In addition, considering that a newly identified class of small non coding RNAs (miRNAs) are master regulators of gene expression, we sought to investigate if miRNAs were involved in metastasis of UM. Therefore, the objective of this thesis was to identify mechanisms that increase the expression of KISS1 and to better understand UM metastasis. To address these questions, we used a c-KIT inhibitor, imatinib mesylate (IM), and miRNAs in this study. Human UM cell lines with different metastatic potential showed increased levels of KISS1, by real-time reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR), after treatment with IM. Notably, an increase in KISS1 was observed at the protein level in a dose response manner when the most aggressive UM cell line (92.1) was treated with different concentrations of IM. Increased levels of KISS1 expression were confirmed in vivo using an experimental animal model (albino rabbits). Using a miRNA array, we were able to identify miRNAs with prometastatic and antimetastatic effects in different UM cell lines and under diverse conditions. The miRNAs 10a, 10b, 21, and let-7 were upregulated in a liver metastatic cell line compared to the primary UM cell line from the same patient. Additionally, the UM cell line with aggressive potential transfected with KISS1 showed decreased expression of the miR-221 and increased expression of miR-146 compared to the non-transfected control. Similar results were obtained when the same cell line was treated with IM. In order to translate these results to a clinical setting, in situ hybridization of miR-221 was performed in 15 human UM FFPE tissues; increased expression of miR-221 was positively correlated with metastasis in UM. In conclusion, KISS1 was upregulated following treatment with IM. In addition, down regulation of miR-221 was found in all miRNA arrays with increases in KISS1 and treatment with IM. To the best of our knowledge, this is the first study to show that treatment with a c-KIT inhibitor causes an upregulation of KISS1, and that miR-221 may promote metastasis in UM. Consequently, induction of KISS1 expression downregulates miR-221 and should be considered as potential targets for adjuvant therapy in UM metastasis. / Parmi les tumeurs intraoculaires malignes, le plus fréquent chez l'adulte est le mélanome de l'uvée (MU). Les métastases hépatiques représentent la principale cause de décès chez les patients affectés par cette maladie et dans environ 40 % des cas, les métastases apparaissent plus de 10 ans après le diagnostic initial. La latence de la tumeur est considérée comme étant la théorie principale qui expliquerait le retard de l'apparition des métastases. Cela fut le sujet de nombreuses études dont un certain nombre intéressaient par l'analyse des Gènes Suppresseurs de Métastases (GSM)Il a été démontré que le GSM KISS1 joue un rôle dans différentes maladies malignes, dont le mélanome. Ce gène parait être impliqué dans la phase de latence de la cascade métastatique. Des études antérieures conduites dans notre laboratoire ont conclu que la perte d'expression du gène KISS1 est associée à un mauvais pronostic chez les patients atteints de MU. Ainsi, les mécanismes qui impliquent l'augmentation d'expression de KISS1 présentent un intérêt pour les chercheurs travaillant sur MU.Curieusement, les voies de signalisations impliquées dans la progression de MU incluent la régulation positive de c-KIT une molécule de surface cellulaire. Ce phénomène semble coïncider avec la régulation négative de KISS1 et le moment où les métastases déclarées deviennent cliniquement détectables. Nous avons donc vérifié si l'inhibition de c-KIT pourrait-être liée à l'expression de KISS1. De plus, considérant qu'une nouvelle classe de petits ARN non codés (miARN), qui sont les principaux régulateurs de l'expression génique, vient d'être identifiée, nous avons cherché à examiner si les miARNs étaient impliqués dans les métastases de MU.Par conséquent, l'objectif de cette thèse était d'identifier les mécanismes qui augmentent l'expression de KISS1 afin de mieux comprendre l'évolution des métastases de MU. Pour aborder ces questions, nous avons utilisé un inhibiteur de c-KIT, l'Imatinib mesylate (IM), et des miARNs.Les lignées cellulaires de MU aux différents potentiels métastatiques présentent un niveau élevé de KISS1 après un traitement à l'IM. Les niveaux accrus de KISS1 ont été confirmés in vivo en utilisant le model expérimental animal (lapins albinos). En utilisant des puces à miARN, nous avons réussis à identifier les miARNs aux effets pro-métastatiques et anti-métastatiques dans différentes lignées cellulaires de MU et sous diverses conditions. Une régulation positive des miARNs 10a, 10b, 21 et let-7 fut identifiée dans une lignée cellulaire de métastase hépatique par rapport à la lignée cellulaire de la tumeur primaire du même patient. De plus, dans une lignée cellulaire de MU où une transfection de KISS1 fut réalisée, on a pu observer une diminution de l'expression de miR-221 et une augmentation de l'expression de miR-146, par rapport au control non-transfecté. Des résultats semblables ont été obtenus, quand la même lignée cellulaire a été traitée avec IM. Afin d'utiliser ces résultats dans un environnement clinique, nous avons exécuté une hybridation in situ de miR-221 sur 15 tissus humains (fixés dans le formol puis inclus dans la paraffine) de MU dans lesquels une expression accrue de miR-221 est corrélé positivement avec des métastases dans le MU.En conclusion, KISS1 est régulé positivement sous l'action d'IM. De plus, une régulation négative de miR-221 fut constatée dans toutes les puces de miARN qui présentaient une augmentation de KISS1 ainsi que pendant le traitement avec IM. À notre connaissance, ceci est la première étude à démontrer que le traitement avec un inhibiteur de c-KIT cause une régulation positive de KISS1 et que le miR-221 peut avoir un effet métastatique sur le MU. Par conséquent, l'augmentation de la expression de KISS ainsi que la suppression de miR-221 peuvent potentiellement être considérées comme des cibles potentielles dans la thérapie adjuvante de MU métastatique.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.121287 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Martins, Claudia |
| Contributors | Miguel Noel Burnier (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Pathology) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses |
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