Tea Vasiljević

Obrana će se održati u:

PETAK, 26. rujan 2025. godine u 12.00 sati

u dvorani ZMB SEMINAR, Biološki odsjek, PMF, Horvatovac 102 a, Zagreb

Disertacija nosi naslov:

The role of TLR3 protein and endogenous ligands in the maintenance and therapy of cancer stem cells

Uloga proteina TLR3 i endogenih liganada u održavanju i terapiji matičnih stanica tumora

Povjerenstvo za obranu imenovano je u sastavu:

dr. sc. Maja Sabol, viša znan. suradnica, Institut Ruđer Bošković, Zagreb

dr. sc. Anđela Horvat, znan. suradnica, Institut Ruđer Bošković, Zagreb

prof. dr. sc. Maja Matulić, Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb

Zamjena: prof. dr. sc. Inga Urlić, Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb

Mentor:  dr. sc. Tanja Matijević Glavan, znan. savjetnica, Institut Ruđer Bošković,  Zagreb

Abstract:

Toll-like receptors (TLRs) play a crucial role in the innate immune response, recognizing specific molecular patterns originating from pathogens or endogenous molecules. TLR3 recognizes dsRNA, and its synthetic analogs poly(I:C), and poly(A:U). Recent research reveals a dual role of TLR3 in tumors, demonstrating that its activation may stimulate apoptosis and immune system activation, as well as tumor progression. This study investigated how TLR3 activation and increased expression of endogenous ligands, also called damage-associated molecular patterns (DAMPs), affect the cancer stem cells (CSCs) and whether CSCs release factors into the microenvironment that can influence the migration and invasion of surrounding tumor cells. We have also studied the effect of two irradiation therapies (γ-rays and protons) in combination with DAMP inhibitors and poly(I:C) as an apoptosis inducer on CSCs. We found that TLR3 stimulation enhances tumor sphere formation in all tested cell lines, but it was more pronounced in the Detroit 562 cell line. TLR3 activation induced expression and release of DAMPs, which promoted migration of adherent tumor cells. A combination of pharmacological DAMP inhibitors, particularly aspirin and metformin, with poly(I:C) and proton irradiation can reduce the survival and stemness properties of head and neck CSCs. Lastly, we have also determined potential novel biomarkers for HNSCC CSC and further evaluated UFM1-specific peptidase 2 (UFSP2) and kynurenine aminotransferase 3 (KYAT3) that were overexpressed in tumor spheres compared to the adherent cells, but their expression was reduced after TLR3 activation. In conclusion, TLR3 activation stimulates CSC properties, but the novel therapy, which combines poly(I:C), DAMP inhibitors, and proton therapy, effectively eradicates CSCs.

Sažetak: 

Toll-like receptori (TLR) igraju ključnu ulogu u urođenom imunološkom odgovoru, prepoznajući specifične molekularne sljedove podrijetlom od vanjskih patogena ili one endogenog podrijetla. TLR3 prepoznaje dsRNA i njezine sintetske analoge poly(I:C) i poly(A:U). Nedavna istraživanja otkrivaju dvojaku ulogu TLR3 u tumorima, sugerirajući da njegova stimulacija može potaknuti aktivaciju apoptoze i imunološkog sustava, ali i progresiju tumora. U ovom istraživanju ispitivali smo kako aktivacija TLR3 i povećana ekspresija endogenih liganada (DAMP) utječe na karakteristike matičnih stanica tumora (CSC) te otpuštaju li CSC u mikrookoliš čimbenike koji mogu utjecati na migraciju i invaziju okolnih tumorskih stanica. Također smo proučavali učinak dviju terapija ozračivanjem (γ-zrake i protoni) u kombinaciji s DAMP inhibitorima i poly(I:C) kao aktivatora apoptoze u CSC. Otkrili smo da stimulacija TLR3 pojačava stvaranje tumorskih sfera u svim ispitanim staničnim linijama, a pogotovo u staničnoj liniji Detroit 562, te inducira ekspresiju i otpuštanje DAMP što potiče migraciju okolnih tumorskih stanica. Utvrdili smo da se kombinacijom tretmana farmakološkim DAMP inhibitorima (pogotovo aspirina i metformina) s poly(I:C) i protonskim zračenjem smanjuje preživljenje i svojstva matičnosti CSC glave i vrata. Također smo odredili potencijalne nove biomarkere CSC glave i vrata. Dodatno smo validirali UFM1-specifičnu peptidazu 2 (UFSP2) i kinurenin aminotransferazu 3 (KYAT3), koji su bili prekomjerno izraženi u tumorskim sferama u usporedbi s adherentnim stanicama, dok je njihova ekspresija  bila smanjena nakon aktivacije TLR3. Zaključujemo da aktivacija TLR3 povećava svojstva matičnosti CSC, ali da kombinirana terapija s poly(I:C), DAMP inhibitorima i protonskim zračenjem uspješno eliminira CSC.