The effects of induced point mutations in the human hyaluronan synthase 2 gene on the proliferation and migration of DU-145 prostate cancer cells

Naked mole-rat (NMR - Heterocephalus glaber) is a rodent species known for it’s exceptional resistance to cancer. NMR distinct hyaluronan (HA) - High Molecular Mass-HA (HMM‑HA) is a key player in this characteristic of the animal. This molecule is produced by the hyaluronan synthase 2 (HAS2), and it’s capacity to produce long HA polymers is apparently due to two mutations - N178S and N301S - unique among mammals.The crucial role of HA in cancer has been known for many years and has been shown on different cancer types, including prostate cancer. In the context of cancer, HA takes part in the induction of cell-survival signalling cascades and also in cellular migration. Moreover, it has been shown that HA polymers of different sizes can lead to distinct cellular responses, e.g. they can inhibit or promote endothelial cell proliferation.In this thesis the aforementioned mutations have been introduced to the sequence of human HAS2 gene located on the pLX304 expression vector under the control of a strong cytomegalovirus (CMV) promoter. Plasmids with single mutations and with both mutations have been obtained, and they have been used for transient transfection of DU‑145 human prostate cancer cells to study the potential changes in their proliferation and migration characteristics.The results indicate that there were no statistically significant differences in proliferation and migration of DU‑145 cells, following the introduction of different HAS2 forms. This effect could be the result of heterogeneous transfection efficiency between samples or it could be specific to the studied cell line. In order to obtain more significant and comprehensive results regarding the generated mutated HAS2 forms, further resarch is needed.

Golce (Heterocephalus glaber) są gryzoniami, które cechuje niezwykła odporność na raka. Kluczowy udział w mechanizmach odporności przeciwnowotworowej u tych zwierząt ma hialuronian o wysokiej masie molowej (HMM‑HA). Jest on produkowany przez syntazę hialuronianu 2 (HAS2), która u golców posiada wyjątkową w świecie ssaczym sekwencję. Za zdolność do produkcji HMM-HA przez ich HAS2 odpowiadają prawdopodobnie tylko dwie mutacje w sekwencji aminokwasowej tego białka - N178S oraz N301S - w  stosunku do form występujących u innych ssaków (w tym u człowieka i u myszy).Istotna rola hialuronianu (HA) w chorobach nowotworowych jest znana od wielu lat i została pokazana na przykładzie różnych nowotworowów, w tym raka prostaty. HA w nowotworach wiąże się m. in. z uruchomieniem kaskad sygnałowych związanych z przeżyciem komórki, a także z ich migracją. Co więcej, wykazano również że polimery hialuronianu o różnej długości mogą prowadzić do różnych odpowiedzi komórkowych, np. do zahamowania lub promowania proliferacji komórek endotelialnych.W niniejszej pracy wprowadzono wspomniane wyżej mutacje do ludzkiego genu HAS2 znajdującego się w wektorze ekspresyjnym pLX304 pod kontrolą silnego promotora cytomegalowirusa (CMV). Uzyskano plazmidy z każdą z mutacji z osobna oraz z obiema mutacjami na raz. Plazmidami tymi transfekowano przejściowo komórki ludzkiego raka prostaty DU‑145 i badano zmiany w ich proliferacji oraz migracji.Uzyskane wyniki wskazują na brak istotnych statystycznie różnic w proliferacji i migracji komórek DU‑145, zależnych od wprowadzanej formy genu HAS2.
 Efekt taki mógł wynikać m. in. z niejednorodnej wydajności transfekcji lub z charakterystyki wybranej linii komórkowej. Aby uzyskać bardziej uniwersalne wnioski należy przeprowadzić dalsze badania z użyciem uzyskanych plazmidów kodujących zmienione formy HAS2.