The dynamics of the spontaneous epithelial-to-mesenchymal transition process

Duarte Manuel Catrola Palma Ferreira

Key information

Authors:

Duarte Manuel Catrola Palma Ferreira (Duarte Manuel Catrola Palma Ferreira)

Supervisors:

Denis Gaston Wirtz; Cláudia Alexandra Martins Lobato da Silva (Cláudia Lobato da Silva)

Published in

11/18/2015

Abstract

A Transição Epitelial-Mesenquimal (EMT) e um importante processo que ocorre naturalmente no corpo humano. Foi identificada a sua presença no desenvolvimento embrionário, no processo de cura de ferimentos, e suspeita-se fortemente que seja uma das principais causas na metástase cancerígena. Estudos anteriores levaram a formação da hipótese que, ao contrário do pensamento geral, a EMT e algo que ocorre constante e espontaneamente no corpo humano, com o intuito de manter, num tecido, um equilíbrio de células epiteliais e mesenquimais. Estudou-se esta possibilidade, analisando- se não só a linha celular murina nMuMG, mas também duas outras derivadas por expansão clonal de células epiteliais e mesenquimais (E e M clones respetivamente). Observou-se inicialmente que tanto a linha mãe como as linhas derivadas dela mantinham percentagens diferentes dos dois tipos de células. Com microscopia time-lapse observou-se células com mudanças morfológicas, assumindo-se assim mudança no fenótipo. As linhas filha demonstraram variações ao nível proteico e de mRNA quando comparadas com a linha nMuMG, sendo que M clone mostrou semelhanças a amostras de nMuMG expostas a TGF-β exceto ao nível do mRNA. Isto pode ser indicador que os correntes estudos do processo EMT que recorrem a TGF-β correm o risco de ser incapazes de descrever com exatidão o que na realidade acontece. Também foi observado que, ao nível proteico, a densidade da cultura celular afetava de modo diferente as três linhas estudadas, embora se verificasse no mRNA que as tendências se mantinham independentes. The Epithelial-to-Mesenchymal Transition (EMT) is an important naturally occurring process in the human body. It has been identified to be present in embryonic development, wound healing, and there is strong suspicion that it is one of the leading causes of cancer metastasis. Previous studies had led to the theory that, unlike commonly thought, EMT is a constantly occurring spontaneous process, that it serves to, in the environment, maintain a balance of epithelial and mesenchymal cells. In this work this possibility is further studied, analyzing not only the murine epithelial cell line nMuMG, but also two others obtained by clonal expansion of an epithelial and a mesenchymal cells (E and M clone respectively). We observe that both the parental cell line show signs of both cell types, but so do the clonal lines. With time-lapse microscopy some cells were observed changing morphology, assumed as a phenotype switch. We show that the M clone and E clone cell lines show differences in protein and mRNA levels when compared to the nMuMG line, despite originating from it; and that for the most cases the M clone samples behave similarly to a TGF-β exposed nMuMG sample, except in regards to the mRNA levels. This is seen as an indication that current EMT studies using TGF-β may not accurately describe what occurs in the human body. Also noted was the fact that all three cell lines had different behaviors regarding cell crowding at the protein level while still keeping the same trend in mRNA transcription.