Exosomal microRNAs as tumor markers in epithelial ovarian cancer

Abstract

Die Untersuchung von deregulierten Niveaus von miRNAs und deren Charakterisierung erweitern das Verständnis der Karzinogenese und liefern neue Aspekte der komplexen Regulation der Genexpression. Exosomen spielen auch eine wesentliche Rolle in EOC, da sie als Mediatoren interzellulärer Kommunikation und pathologischer Prozesse, wie der Tumorentwicklung und -progression, angesehen werden. Spezifische miRNAs werden in Exosomen verpackt, die Prozesse regulieren, um die Tumorentwicklung und Progression zu unterstützen. In meiner Studie identifizierte ich exosomale miRNAs, die die Pathogenese von epithelialem Ovarialkarzinom (EOC) widerspiegeln. MiRNA-Expressionsprofile wurden in Exosomen bestimmt, die aus Plasma von 106 EOC-Patientinnen, 8 Ovarialzystadenom- Patientinnen und 29 gesunden Frauen durch einen quantitativen TaqMan real-time PCRbasierten Microarray mit 48 verschiedenen miRNAs isoliert wurden. Die Identifizierung von Exosomen erfolgte durch einen Western-Blot. Zellkulturexperimente wurden durchgeführt, um den Einfluss von miR-200b und miR-320 auf die Proliferation und Apoptose der Ovarialkarzinom-Zelllinien SKOV3 und OVCAR3 zu bestimmen. Die Ergebnisse meiner Studie zeigen, dass die Niveaus von miR-21, miR-100, miR-200b und miR-320 höher waren, während die Niveaus von miR-16, miR-93, miR-126 und miR-223 waren niedriger in Exosomen aus Plasma von EOC-Patientinnen als von gesunden Frauen. Die Spiegel von exosomalen miR-23a und miR-92a waren bei Ovarialzystadenom-Patientinnen niedriger als bei EOC Patientinnen und gesunden Frauen. Die Spiegel von exosomalen miR-21 und miR- 200b konnten am besten zwischen EOC-Patienten und gesunden Frauen mit einer Sensitivität von 61% bzw. 64% und einer Spezifität von 82% bzw. 86% unterscheiden. Die exosomalen Konzentrationen von miR-200b korrelierten mit dem Tumormarker CA125 und dem Gesamtüberleben der Patientinnen. Gemäß den Funktionsanalysen beeinflusste miR- 200b die Zellproliferation und Apoptose in OVCAR3-Zellen. Zusammengefasst zeigt meine Studie den diagnostischen und prognostischen Wert von exosomalen miRNAs beim Ovarialkarzinom.

Examination of deregulated levels of miRNAs and their characterization extend the understanding of carcinogenesis and provide new aspects of the complex regulation of gene expression. Exosomes also play an essential role in EOC because they are considered as mediators of intercellular communication and pathological processes, such as tumor development and progression. Specific miRNAs are packaged in exosomes that regulate processes to maintain tumor development and progression. In my study, I identified exosomal miRNAs that reflect the pathogenesis of epithelial ovarian cancer (EOC). MiRNA expression profiles were determined in exosomes derived from plasma of 106 EOC patients, 8 ovarian cystadenoma patients and 29 healthy women by a quantitative TaqMan real-time PCR-based microarray containing 48 different miRNAs. Identification of exosomes was performed by Western blot. Cell culture experiments were carried out to determine the impact of miR-200b and miR-320 on proliferation and apoptosis of the ovarian cancer cell lines SKOV3 and OVCAR3. The results of my study show that the levels of miR-21, miR-100, miR-200b and miR-320 were higher, whereas the levels of miR-16, miR-93, miR-126 and miR-223 were lower in exosomes from plasma of EOC patients than from healthy women. The levels of exosomal miR-23a and miR-92a were lower in ovarian cystadenoma patients than in EOC patients and healthy women, respectively. The levels of exosomal miR-21 and miR-200b could best discriminate between EOC patients and healthy women with a sensitivity of 61% and 64% and a specificity of 82% and 86%, respectively. The exosomal amounts of miR-200b correlated with the tumor marker CA125 and patient overall survival. Due to the functional analyses, miR-200b influenced cell proliferation and apoptosis in OVCAR3 cells. In summary, my study shows the diagnostic value and prognostic value of exosomal miRNAs and indicate a role of these miRNAs in the pathogenesis of EOC.