Title (eng)
Investigating aneuploidy in the small intestine using "mini guts"
Author
Leonie Drakos
Advisor
Stephanie Ellis
Assessor
Stephanie Ellis
Abstract (deu)
Die Aufrechterhaltung der Gewebehomöostase beruht auf Überwachungsmechanismen, welche sicherstellen, dass Chromosomen während der Mitose gleichmäßig aufgetrennt werden. Dennoch können Fehler auftreten, die zu abnormalen Karyotypen führen, ein Phänotyp bekannt als Aneuploidie. Aneuploidie tritt in gesunden, somatischen Geweben selten auf, da sie mit schädlichen Effekten auf Zellwachstum und Lebensfähigkeit einhergeht. Schicksal und Überleben aneuploider Zellen sind abhängig von Gewebe- und physiologischem Kontext. Es wird vermutet, dass Zell-autonome Mechanismen für die Erkennung und Eliminierung aneuploider Zellen in sich entwickelnden Säugetierembryos verantwortlich sind. Gegensätzlich dazu ist das Bestehen von aneuploiden Zellen als Kennziechen vieler Tumore. Verglichen mit dem Dünndarm sind Aneuploidie und Tumorigeneseanfälligkeit erhöht im Dickdarm, dies lässt auf einen verbesserten Erkennungsmechanismus von aneuploiden Zellen im Dünndarm schließen. In dieser Arbeit wollen wir diese Möglichkeit testen, indem wir neue Protokolle zur Induktion und Untersuchung von Aneuploidie in Dünndarm-Organoiden entwickeln. Im Detail werden wir den mitotischen Checkpunkt Inhibitor Reversine benutzen, um Aneuploidie während Organoid-Morphogenese auszulösen, ohne dabei Organoidwachstum und Überlebensfähigkeit zu beinträchtigen. Im Anschluss an unser optimiertes Reversine-Behandlungs-Regiment, wurden aneuploide Zellen mit Hilfe von Immunfluoreszenz detektiert. Unsere Daten deuten darauf hin, dass p53 and cleaved caspase 3 in Reversine-behandelten Enteroid Monolayers hoch reguliert sind. Wir schlagen die p53-vermittelte Apoptose als möglichen Schutzmechanismus für die Entfernung aneuploider Zellen aus dem Gewebe vor. Unsere technischen Fortschritte legen die Grundlage für weitere Untersuchungen der lokalen Gewebereaktion, die das Wachstum aneuploider Zellen begrenzt und so die Homöostase im Darmepithel bewahrt.
Abstract (eng)
The maintenance of tissue homeostasis relies on surveillance mechanisms that ensure chromosomes are equally segregated during mitosis. However, errors can occur that result in aberrant karyotypes, a phenotype known as aneuploidy. Aneuploidy is rarely observed in healthy somatic tissues due to its detrimental effects on cellular growth and viability. Nevertheless, the fate and survival of aneuploid cells varies depending on tissue and physiological context. Cell nonautonomous mechanisms that act to recognize and eliminate aneuploid cells have been hinted at in the developing mammalian embryo. In contrast, persistent aneuploid cells are a clinical hallmark of many tumour types. Intriguingly, both aneuploidy and susceptibility to tumorigenesis are increased in the colon compared to the small intestine raising the prospect of enhanced aneuploidy-sensing mechanisms in the small intestine. In this thesis, we aim to test this possibility by developing new protocols to induce and study aneuploidy in small intestinal organoids. Specifically, we use the mitotic assembly checkpoint inhibitor Reversine to trigger aneuploidy during organoid morphogenesis, without compromising organoid growth and viability. Following implementation of our optimized treatment regime, we detect the presence of aneuploid cells via immunofluorescence. Our data suggests upregulation of p53 and cleaved caspase 3 in Reversine-treated enteroid monolayers. We propose p53-mediated apoptosis as a possible protective mechanism for aneuploid cell removal from the tissue. Our technical advances set the stage for further study of the local tissue response that acts to limit the growth of aneuploid cells, thus preserving homeostasis, in the intestinal epithelium.
Keywords (deu)
AneuploidieDarm-Organoide
Keywords (eng)
Aneuploidyintestinal organoids
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:2125041
rdau:P60550 (deu)
49 Seiten : Illustrationen
Number of pages
55
Study plan
Masterstudium Molecular Biology
[UA]
[066]
[865]
Association (deu)
Title (eng)
Investigating aneuploidy in the small intestine using "mini guts"
Author
Leonie Drakos
Abstract (deu)
Die Aufrechterhaltung der Gewebehomöostase beruht auf Überwachungsmechanismen, welche sicherstellen, dass Chromosomen während der Mitose gleichmäßig aufgetrennt werden. Dennoch können Fehler auftreten, die zu abnormalen Karyotypen führen, ein Phänotyp bekannt als Aneuploidie. Aneuploidie tritt in gesunden, somatischen Geweben selten auf, da sie mit schädlichen Effekten auf Zellwachstum und Lebensfähigkeit einhergeht. Schicksal und Überleben aneuploider Zellen sind abhängig von Gewebe- und physiologischem Kontext. Es wird vermutet, dass Zell-autonome Mechanismen für die Erkennung und Eliminierung aneuploider Zellen in sich entwickelnden Säugetierembryos verantwortlich sind. Gegensätzlich dazu ist das Bestehen von aneuploiden Zellen als Kennziechen vieler Tumore. Verglichen mit dem Dünndarm sind Aneuploidie und Tumorigeneseanfälligkeit erhöht im Dickdarm, dies lässt auf einen verbesserten Erkennungsmechanismus von aneuploiden Zellen im Dünndarm schließen. In dieser Arbeit wollen wir diese Möglichkeit testen, indem wir neue Protokolle zur Induktion und Untersuchung von Aneuploidie in Dünndarm-Organoiden entwickeln. Im Detail werden wir den mitotischen Checkpunkt Inhibitor Reversine benutzen, um Aneuploidie während Organoid-Morphogenese auszulösen, ohne dabei Organoidwachstum und Überlebensfähigkeit zu beinträchtigen. Im Anschluss an unser optimiertes Reversine-Behandlungs-Regiment, wurden aneuploide Zellen mit Hilfe von Immunfluoreszenz detektiert. Unsere Daten deuten darauf hin, dass p53 and cleaved caspase 3 in Reversine-behandelten Enteroid Monolayers hoch reguliert sind. Wir schlagen die p53-vermittelte Apoptose als möglichen Schutzmechanismus für die Entfernung aneuploider Zellen aus dem Gewebe vor. Unsere technischen Fortschritte legen die Grundlage für weitere Untersuchungen der lokalen Gewebereaktion, die das Wachstum aneuploider Zellen begrenzt und so die Homöostase im Darmepithel bewahrt.
Abstract (eng)
The maintenance of tissue homeostasis relies on surveillance mechanisms that ensure chromosomes are equally segregated during mitosis. However, errors can occur that result in aberrant karyotypes, a phenotype known as aneuploidy. Aneuploidy is rarely observed in healthy somatic tissues due to its detrimental effects on cellular growth and viability. Nevertheless, the fate and survival of aneuploid cells varies depending on tissue and physiological context. Cell nonautonomous mechanisms that act to recognize and eliminate aneuploid cells have been hinted at in the developing mammalian embryo. In contrast, persistent aneuploid cells are a clinical hallmark of many tumour types. Intriguingly, both aneuploidy and susceptibility to tumorigenesis are increased in the colon compared to the small intestine raising the prospect of enhanced aneuploidy-sensing mechanisms in the small intestine. In this thesis, we aim to test this possibility by developing new protocols to induce and study aneuploidy in small intestinal organoids. Specifically, we use the mitotic assembly checkpoint inhibitor Reversine to trigger aneuploidy during organoid morphogenesis, without compromising organoid growth and viability. Following implementation of our optimized treatment regime, we detect the presence of aneuploid cells via immunofluorescence. Our data suggests upregulation of p53 and cleaved caspase 3 in Reversine-treated enteroid monolayers. We propose p53-mediated apoptosis as a possible protective mechanism for aneuploid cell removal from the tissue. Our technical advances set the stage for further study of the local tissue response that acts to limit the growth of aneuploid cells, thus preserving homeostasis, in the intestinal epithelium.
Keywords (deu)
AneuploidieDarm-Organoide
Keywords (eng)
Aneuploidyintestinal organoids
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:2125680
Number of pages
55
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