According to the Canadian Cancer Statistics 2012 annual report, cancer remains a major cause of death, with an estimated 186 400 new cases, and 75 700 deaths. eIF4E is dysregulated in many cancers, including breast cancer. Our lab has considerable preliminary data to suggest that eIF4E, and specifically phosphorylated eIF4E, is involved in the Epithelial-Mesenchymal Transition (EMT) and metastasis. Moreover, Borden, K.L.B., et al., and our lab have recently published that the drug Ribavirin targets eIF4E and inhibits breast cancer cell growth. The main objective of this thesis project is to determine the impact of Ribavirin on EMT. Our data demonstrate that Ribavirin attenuates TGF-β1-induced EMT in NMuMG cells. At the morphological level, cells appear to adopt less of a mesenchymal phenotype, and this is associated with a reduction in expression of the mesenchymal marker, Fibronectin. Importantly, phenotypic changes associated with a TGF-β1-induced EMT could be inhibited by Ribavirin. Specifically, Pro-MMP9 levels are reduced in the presence of Ribavirin, and Ribavirin inhibits wound closure ability by 15%. Ribavirin also attenuates the induction of Snail by TGF-β1 stimulation. Interestingly, Ribavirin also reverts mesenchymal characteristics of mouse MT2186 and human MDA-MB-231 breast cancer lines. As well, Ribavirin inhibits cell invasion by 30% in MT2186 and by 65% in MDA-MB-231 cells. At the molecular level, we provide evidence that Ribavirin may exert its anti-metastatic activity by attenuating the expression of Snail. Snail is a transcription factor and EMT regulator, leading to increased invasiveness and decreased cell proliferation. When we overexpress Snail in MDA-MB-231 cells, this reduces their cell proliferation by 50% and antagonizes Ribavirin's ability to decrease cell growth. Our preliminary data show that Ribavirin can inhibit invasion of MT2186 and MDA-MB-231 cells. However, Ribavirin's ability to inhibit Matrigel invasion is abrogated by overexpressing Snail in MDA-MB-231 cells. In addition, we also provide evidence that Snail is regulated by phosphorylated eIF4E using MEF cells with a non-phosphorylated form of eIF4E, derived from eIF4E Serine 209 Alanine knock-in mice. Together, the results presented in this thesis warrant further investigation into the anti-metastatic activity of Ribavirin in breast cancer. To this end, our lab is planning on testing the efficacy of Ribaivirin in in vivo models of breast cancer metastasis. / Selon le rapport annuel 2012 de Statistiques Canadiennes sur le Cancer, le cancer demeure une cause majeure de décès, avec 186 400 nouveaux diagnostics et 75 700 décès. Il y a perturbation de la fonction de la protéine eIF4E dans plusieurs de ces cas, incluant dans le cancer du sein. Notre laboratoire a accumulé un nombre considérable d'évidences préliminaires qui suggèrent qu'eIF4E, et spécialement sa protéine phosphorylée, joue un rôle dans la transition épithélio-mésenchymateuse (EMT) et dans la formation des métastases. De plus, nous avons récemment publié que le Ribavirin cible eIF4E et inhibe la croissance des cellules du cancer du sein. L'objectif principal de ce projet de thèse de maîtrise consistait à déterminer les effets du Ribavirin sur l'EMT. Nos données montrent que le Ribavirin atténue l'induction par le TGF- β1 de l'EMT dans les cellules NMuMG. La morphologie des cellules s'éloigne alors du phénotype mésenchymial, et une réduction de l'expression du marqueur mésenchymial Fibronectin est observé. D'une façon importante, les changements de phénotype normalement associé à l'EMT engendrée par le TGF- β1 sont inhibés par le Ribavirin. Les niveaux de pro-MMP9 sont notamment diminués en présence de Ribavirin, alors que celui-ci diminue aussi la capacité de guérison d'une plaie de 15%, telle que mesurée par la migration cellulaire. Par ailleurs, alors que TGF- β1 augmentent les niveaux d'ARNm de Snail, Ribavirin les diminue. Aussi, le Ribavirin réussi à modifier les caractéristiques mésenchymiales des cellules murines MT2186 et humaines MDA-MB-231 en les ramenant vers un phénotype similaire à celui d'une cellule épithéliale. Aussi, le Ribavirin inhibe de 30% et de 65% l'invasion cellulaire dans les cellules MT2186 et MDA-MB-231, respectivement. Pour ce qui est de l'effet du Ribavirin au niveau moléculaire, nos observations nous portent à croire que celui-ci diminue la formation de métastases en atténuant l'expression de Snail. Snail est un facteur de transcription qui module l'EMT en augmentant l'invasion et la prolifération cellulaire. La surexpression de Snail induit d'ailleurs une diminution de 50% de la prolifération cellulaire dans les cellules MDA-MB-231 et empêche le Ribavirin de diminuer la croissance cellulaire. Nos données préliminaires montrent que le Ribavirin peut inhiber l'invasion cellulaire des cellules MT2186 et MDA-MB-231. Cependant, la surexpression de Snail dans les cellules MDA-MB-231 empêche le Ribavirin d'inhiber l'invasion des ces cellules sur Matrigel. En plus, nous avons démontrés que Snail est régulé par la forme phosphorylée d'eIF4E en employant un modèle cellulaire de MEF présentant une forme non phosphorylée d'eIF4E. Ce modèle est dérivé d'une souris knock-in pour eIF4E (Serine 209 Alanine). En conclusion, l'ensemble des résultats présentés démontrent le besoin d'études supplémentaires pour éclaircir l'activité anti-métastasique du Ribavirin dans le cancer du sein. Notre laboratoire planifie d'ailleurs d'évaluer son efficacité in vivo chez un modèle murin de cancer du sein métastasique.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.119406 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Huor, Bonnie |
| Contributors | Wilson H Miller (Internal/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 | Master of Science (Department of Medicine) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
Page generated in 0.0909 seconds