Sulfated hyaluronan modulates extracellular matrix composition and miRNA expression in 3D breast cancer spheroids
| datacite.contributor.RelatedPerson | Καραμάνος, Νίκος | |
| datacite.contributor.RelatedPerson | Βύνιος, Δημήτριος | |
| datacite.contributor.Supervisor | Πιπερίγκου, Ζωή | |
| dc.contributor.author | Δροσινού, Μαρία-Γεωργία | |
| dc.contributor.other | Drosinou, Maria-Georgia | |
| dc.date.accessioned | 2026-06-17T11:40:32Z | |
| dc.date.available | 2026-06-17T11:40:32Z | |
| dc.date.issued | 2026-06-05 | |
| dc.degree | masterThesis | |
| dc.description.abstract | Cancer continues to be one of the most prevalent diseases worldwide, as incidence rates increase-steadily. The biological heterogeneity of breast cancer arises from the presence of different-molecular subtypes; each associated with unique clinical behaviors. The extracellular matrix-(ECM) is a three-dimensional (3D) network of macromolecules, that offers structural integrity to-cells while actively influencing their functional properties in both normal and disease-related-environments. Hyaluronan (HA), distinguished as the only non-sulfated glycosaminoglycan-(GAG), regulates breast cancer progression with its effects being dependent on its molecular size. Previous studies from our group have shown that chemically sulfated hyaluronan (sHA) alters-functional properties and ECM-related gene expression in triple-negative breast cancer cells and-reduces tumor growth in vivo. Within the tumor microenvironment (TME), ECM becomes notably-stiffer due to the high accumulation of matrix components, which promotes tumor growth. Furthermore, microRNAs (miRNAs) are recognized as key epigenetic regulators and constituents-of the TME, influencing cellular functions, including proliferation, migration, metastasis, invasion-and resistance to chemotherapy. miRNAs are endogenous, non-coding RNA molecules that-regulate gene expression through post-transcriptional mechanisms. Among their targets, they-regulate the expression of crucial matrix effectors, while vice versa interactions within the TME-influence miRNAs expression. In this context, our research group has demonstrated the functional-role of specific miRNAs in the regulation of matrix expression, signaling and breast cancer cell-behavior. Despite the insights provided by traditional 2D cultures in cancer research, they-inadequately model the structural and biochemical complexity of the TME. As a result, cancer-research focuses on 3D culture models that better reproduce the dynamic interactions between-tumor cells and the extracellular matrix observed in solid tumors. This MSc thesis aimed to-evaluate the effects of 50 kDa fragments of non-sulfated HA and sHA (200 μg/mL) on the-expression of key matrix macromolecules, encompassing matrix metalloproteinases,-proteoglycans, and HA receptors, as well as specific miRNAs implicated in breast cancer-progression (e.g., miR-10b-5p, miR-200b-3p, let-7d-5p). In addition, we investigated the impact-of sHA on spheroid morphology and functional properties in 3D cultures of breast cancer cells-with distinct estrogen receptor (ER) status. Our findings demonstrated that sHA exerts significant-inhibitory effects on breast cancer progression in 3D models. Specifically, sHA treatment reduced-spheroid growth after prolonged culture and markedly suppressed cancer cell dissemination, with-a more pronounced effect in ERβ-suppressed (shERβ MDA-MB-231) spheroids, where migratory-capacity was completely abrogated. At the molecular level, sHA modulated the expression of key-extracellular matrix regulators, including HAS2 and RHAMM, as well as promoted alterations in-MMPs expression, underscoring its impact on ECM remodeling. Finally, sHA induced distinct-miRNA expression profiles depending on ER status. Particularly, in shERβ MDA-MB-231 cells,-a coordinated upregulation of tumor-suppressive miRNAs was observed, suggesting enhanced-regulatory plasticity and reduced tumorigenic potential. Notably, these effects were more-prominent in 3D cultures compared to 2D systems, further highlighting their importance as-physiologically relevant tumor models. | |
| dc.description.translatedabstract | Ο καρκίνος παραμένει μία από τις πιο συχνές ασθένειες παγκοσμίως, καθώς τα ποσοστά-εμφάνισής του αυξάνονται σταθερά. Ο καρκίνος του μαστού αποτελεί μια βιολογικά ετερογενής-ασθένεια, λόγω της ύπαρξης διαφόρων μοριακών υποτύπων και της ποικίλης κλινικής-συμπεριφοράς. Ο εξωκυττάριος χώρος (ECM) είναι ένα τρισδιάστατο μακρομοριακό δίκτυο, το-οποίο όχι μόνο παρέχει δομική στήριξη στα κύτταρα, αλλά διαδραματίζει επίσης κρίσιμο ρόλο-στη ρύθμιση των λειτουργικών ιδιοτήτων των κυττάρων τόσο σε φυσιολογικά όσο και σε-παθολογικά περιβάλλοντα. Το υαλουρονικό οξύ (HA) η μοναδική μη θειωμένη-γλυκοζαμινογλυκάνη (GAG), ρυθμίζει την εξέλιξη του καρκίνου του μαστού ανάλογα με το-μέγεθος του όγκου της. Η ομάδα μας έχει αποδείξει στο παρελθόν ότι το χημικά θειωμένο-υαλουρονικό οξύ (sHA) μεταβάλλει τις λειτουργικές ιδιότητες και την έκφραση γονιδίων που-σχετίζονται με τον εξωκυττάριο χώρο σε κύτταρα τριπλά αρνητικού καρκίνου του μαστού και-μειώνει την ανάπτυξη του όγκου in vivo. Μέσα στο μικροπεριβάλλον του όγκου, o ECM γίνεται-αισθητά πιο άκαμπτος λόγω της υψηλής συσσώρευσης συστατικών της μήτρας, γεγονός που-προάγει την ανάπτυξη του όγκου. Επιπλέον, τα microRNAs (miRNAs) αναγνωρίζονται ως βασικοί-επιγενετικοί ρυθμιστές και συστατικά του μικροπεριβάλλοντος του όγκου, επηρεάζοντας-κυτταρικές λειτουργίες όπως ο πολλαπλασιασμός, η μετανάστευση, η διήθηση, η μετάσταση και-η αντοχή στη χημειοθεραπεία. Τα miRNAs είναι ενδογενή, μη κωδικοποιητικά μόρια RNA, τα-οποία ρυθμίζουν τη γονιδιακή έκφραση μέσω μετα-μεταγραφικών μηχανισμών. Μεταξύ των-στόχων τους συγκαταλέγεται η ρύθμιση της έκφρασης κρίσιμων μοριακών τελεστών του ECM,-ενώ αμφίδρομες αλληλεπιδράσεις εντός του μικροπεριβάλλοντος του όγκου επηρεάζουν επίσης-την έκφραση των miRNAs. Στο πλαίσιο αυτό, η ερευνητική μας ομάδα έχει αποδείξει τον-λειτουργικό ρόλο συγκεκριμένων miRNAs στη ρύθμιση της έκφρασης του ECM, των-σηματοδοτικών μονοπατιών και της συμπεριφοράς των καρκινικών κυττάρων του μαστού. Παρά-τις σημαντικές γνώσεις που έχουν προσφέρει οι παραδοσιακές δισδιάστατες (2D) καλλιέργειες-στην έρευνα του καρκίνου, αδυνατούν να προσομοιώσουν επαρκώς τη δομική και βιοχημική-πολυπλοκότητά του. Για τον λόγο αυτό, η τρέχουσα έρευνά μας επικεντρώνεται σε τρισδιάστατα-(3D) μοντέλα καλλιέργειας, τα οποία αναπαράγουν καλύτερα τις δυναμικές αλληλεπιδράσεις-κυττάρου–θεμέλιας ουσίας που παρατηρούνται στους συμπαγείς όγκους. Η παρούσα μελέτη είχε-ως στόχο να αξιολογήσει τις επιδράσεις θραυσμάτων μη θειωμένου HA και sHA μοριακού βάρους-50 kDa (200 μg/mL) στην έκφραση κομβικών μακρομορίων του ECM, συμπεριλαμβανομένων-των μεταλλοπρωτεϊνασών, των πρωτεογλυκανών και των υποδοχέων του HA, καθώς και-επιλεγμένων miRNAs που έχουν συσχετιστεί στην εξέλιξη του καρκίνου του μαστού (δηλαδή-miR-10b-5p, miR-200b-3p, let-7d-5p). Επιπρόσθετα, διερευνήσαμε την επίδραση του θειωμένου-υαλουρονικού στη μορφολογία και στις λειτουργικές ιδιότητες των σφαιροειδών σε 3D-καλλιέργειες καρκινικών κυττάρων μαστού με διαφορετική κατάσταση έκφρασης του υποδοχέα-οιστρογόνων. Τα ευρήματά μας έδειξαν ότι το θειωμένο υαλουρονικό ασκεί σημαντικές-ανασταλτικές επιδράσεις στην εξέλιξη του καρκίνου του μαστού σε 3D μοντέλα. Συγκεκριμένα,-η θεραπεία με μείωσε την ανάπτυξη των σφαιροειδών έπειτα από παρατεταμένη καλλιέργεια και-κατέστειλε σημαντικά τη διασπορά των καρκινικών κυττάρων, με εντονότερη επίδραση στα σφαιροειδή ERβ-suppressed (shERβ MDA-MB-231), όπου η μεταναστευτική ικανότητα-εκμηδενίστηκε. Σε μοριακό επίπεδο, το θειωμένο υαλουρονικό τροποποίησε την έκφραση-κρίσιμων ρυθμιστών του ECM, συμπεριλαμβανομένων των HAS2 και RHAMM, ενώ παράλληλα-προκάλεσε μεταβολές στην έκφραση των MMPs, υπογραμμίζοντας την επίδρασή του στην-αναδιαμόρφωση του ECM. Τέλος, το sHA προκάλεσε διακριτές μεταβολές στα πρότυπα έκφρασης-miRNAs ανάλογα με την κατάσταση του ER. Ιδιαίτερα στα κύτταρα shERβ MDA-MB-231,-παρατηρήθηκε συντονισμένη υπερέκφραση miRNAs με ογκοκατασταλτική δράση, γεγονός που-υποδηλώνει αυξημένη ρυθμιστική πλαστικότητα και μειωμένο ογκογόνο δυναμικό. Αξιοσημείωτο-είναι ότι οι επιδράσεις αυτές ήταν εντονότερες στις 3D καλλιέργειες σε σύγκριση με τα 2D-συστήματα, αναδεικνύοντας περαιτέρω τη σημασία τους ως φυσιολογικά και πιο-αντιπροσωπευτικά μοντέλα όγκων. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/31965 | |
| dc.language.iso | en | |
| dc.subject | Activation function | |
| dc.subject | Two-dimensional | |
| dc.subject | Three-dimensional | |
| dc.subject | Breast cancer gene 1/2 | |
| dc.subject | Cancer-associated fibroblasts | |
| dc.subject | Cyclin d1 | |
| dc.subject | DNA-binding domain | |
| dc.subject | Disseminating tumor cell | |
| dc.subject | 17β-Estradiol | |
| dc.subject | Extracellular matrix | |
| dc.subject | Epithelial-to-mesenchymal transition | |
| dc.subject | Estrogen receptor | |
| dc.subject | Estrogen responsive elements | |
| dc.subject | Glycosaminoglycans | |
| dc.subject | Growth factor receptors | |
| dc.subject | G protein-coupled estrogen receptor 1 | |
| dc.subject | Hyaluronan | |
| dc.subject | Human epidermal growth factor receptor 2 | |
| dc.subject | Ligand-binding domain | |
| dc.subject | Mesenchymal–epithelial transition | |
| dc.subject | microRNAs | |
| dc.subject | miRNA-induced silencing complex | |
| dc.subject | Matrix metalloproteinases | |
| dc.subject | Poly(A)-specific ribonuclease | |
| dc.subject | Proteoglycans | |
| dc.subject | Progesterone receptor | |
| dc.subject | Precursor microRNAs | |
| dc.subject | Receptor tyrosine kinases | |
| dc.subject | Transcription factor | |
| dc.subject | Tissue inhibitors of metalloproteinases | |
| dc.subject | Tumor microenvironment | |
| dc.subject | Triple-negative breast cancer | |
| dc.subject | World Health Organization | |
| dc.subject.alternative | Συνάρτηση ενεργοποίησης | |
| dc.subject.alternative | Δισδιάστατο | |
| dc.subject.alternative | Τρισδιάστατο | |
| dc.subject.alternative | Γονίδιο καρκίνου του μαστού 1/2 | |
| dc.subject.alternative | Ινοβλάστες σχετιζόμενοι με τον καρκίνο | |
| dc.subject.alternative | Κυκλίνη D1 | |
| dc.subject.alternative | Περιοχή δέσμευσης DNA | |
| dc.subject.alternative | Διασπειρόμενο καρκινικό κύτταρο | |
| dc.subject.alternative | 17β-Οιστραδιόλη | |
| dc.subject.alternative | Εξωκυττάριος Χώρος | |
| dc.subject.alternative | Επιθηλιακή-μεσεγχυματική μετάβαση | |
| dc.subject.alternative | Υποδοχέας οιστρογόνων | |
| dc.subject.alternative | Στοιχεία απόκρισης στα οιστρογόνα | |
| dc.subject.alternative | Γλυκοζαμινογλυκάνες | |
| dc.subject.alternative | Υποδοχείς αυξητικών παραγόντων | |
| dc.subject.alternative | Υποδοχέας οιστρογόνων συζευγμένος με G-πρωτεΐνη 1 | |
| dc.subject.alternative | Υαλουρονικό οξύ | |
| dc.subject.alternative | Ανθρώπινος υποδοχέας 2 του επιδερμικού αυξητικού παράγοντα | |
| dc.subject.alternative | Περιοχή δέσμευσης προσδέτη | |
| dc.subject.alternative | Μεσεγχυματική-επιθηλιακή μετάβαση | |
| dc.subject.alternative | miRNAs | |
| dc.subject.alternative | Σύμπλοκο επαγόμενης σίγασης από miRNAs | |
| dc.subject.alternative | Μεταλλοπρωτεϊνάσες του εξωκυττάριου χώρου | |
| dc.subject.alternative | Εξειδικευμένη ριβονουκλεάση Poly(A) | |
| dc.subject.alternative | Πρωτεογλυκάνες | |
| dc.subject.alternative | Υποδοχέας προγεστερόνης | |
| dc.subject.alternative | Πρόδρομα miRNAs | |
| dc.subject.alternative | Υποδοχείς κινάσης τυροσίνης | |
| dc.subject.alternative | Μεταγραφικός παράγοντας | |
| dc.subject.alternative | Αναστολείς των μεταλλοπρωτεϊνασών του εξωκυττάριου χώρου | |
| dc.subject.alternative | Μικροπεριβάλλον του όγκου | |
| dc.subject.alternative | Τριπλά αρνητικός καρκίνος του μαστού | |
| dc.subject.alternative | Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας | |
| dc.title | Sulfated hyaluronan modulates extracellular matrix composition and miRNA expression in 3D breast cancer spheroids | |
| dc.title.alternative | Το θειωμένο υαλουρονικό οξύ ρυθμίζει τη σύνθεση του εξωκυττάριου χώρου και την έκφραση των miRNA σε τρισδιάστατα σφαιροειδή καρκίνου του μαστού |
Files
Original bundle
1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
- Name:
- MSc_Thesis_Drosinou_FINAL_03_06_26.pdf
- Size:
- 1.62 MB
- Format:
- Adobe Portable Document Format
License bundle
1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
- Name:
- license.txt
- Size:
- 5.02 KB
- Format:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Description: