TY - BOOK AU - Aya Ali Mohamed Mahmoud El-Sharkawy, AU - Ahmed Abdou El-Sherif AU - Mona Mostafa Mohamed AU - Hossam Taha Mohamed TI - The Impact Of Viral Interleukin-10 On The Aggressive Behavior Of Human Cytomegalovirus Infected Inflammatory Breast Cancer Patients / U1 - 660.6 PY - 2024/// KW - Biotechnology KW - qrmak KW - Breast cancer KW - Human Cytomegalovirus (HCMV) KW - Tumor microenvironment (TME), Interleukin-10 (IL-10) N1 - Thesis (M.Sc.) -Cairo University, 2024.; Bibliography: pages 102-115; Issued also as CD N2 - Breast cancer is considered the most common malignancy among Egyptian women with high mortality rate. Breast cancer is driven by various risk factors, and recently infectious agents have accounted for 15% of cases. The tumor microenvironment (TME) is a key player in breast cancer progression as it is responsible for the aggressiveness of cancer cells as it allows their survival, metastasis and invasion. Notably, viral genetic traces have been found within breast carcinoma tissues, specifically in the surrounding stromal cells. The human cytomegalovirus (HCMV) was amongst the found viruses, detected in more than 90% of breast carcinoma tissues, and resides during latency within tumor-associated macrophages (TAMs) of the TME proposing its potential role in cancer progression. Being an oncomodulatory virus with no direct oncogenesis, the detection of HCMV in most breast cancer cases has been correlated with a particularly aggressive phenotype. Remarkably, HCMV genetic material was found significantly higher in inflammatory breast cancer (IBC) tissues in regards to other subtypes, where IBC is considered a very aggressive and metastatic form and has been associated with mixed genotypes of HCMV. Aim: Thus, this study aimed to detect HCMV-IL-10 in breast carcinoma tissues of IBC compared to non-IBC Egyptian patients, and to investigate its role as a key factor in IBC aggression. Accordingly, cellular proliferation, migration, colony formation, metastatic ability, and apoptosis in the IBC cell line were assessed in comparison to the non-IBC cell line. Methods: Firstly, the incidence and expression of the genetic material of HCMV were determined in breast carcinoma tissues of 20 non-IBC and 20 IBC patients. Then, the HCMV recombinant, IL-10 (HCMV-IL10), was used with different concentrations to study its effect on MDA-MB-231 and SUM149 breast cancer cell lines representing non-IBC and IBC, respectively. Subsequently, cell proliferation, cell migration, and colony formation assays were performed in both treated cell lines. Finally, the genetic expression of matrix metalloproteinases and key apoptotic genes in control and treated cells with HCMV-IL-10 were assessed. Results: The DNA of HCMV was found in 53% and 78.5% of non-IBC and IBC carcinoma tissues, respectively, while the mRNA expression of HCMV was significantly higher with an 11-fold increase in IBC to non-IBC carcinoma tissues. Subsequently, HCMV-IL-10 treatment of MDA-MB-231 and SUM149 cell lines showed a nonsignificant increase in cell proliferation rate even with the highest concentration. However, treated cells showed a significant increase in cell migration using wound healing assay, where migration increased significantly in both cell lines in response to higher concentrations; 45ng/mL and 60ng/mL, of HCMV-IL-10 in comparison to control cells. Moreover, HCMV-IL-10 was found to significantly increase colony formation capacity in treated MDA-MB-231 and SUM149 cell lines with almost 2-fold higher than control cells. The HCMV-IL-10 was found to inhibit pro-apoptotic genes in both treated MDA-MB-231 and SUM149 cells, where there has been a significant downregulation in mRNA expression of Bax, Casp8, Casp9, Casp6, Casp7, and Casp3 and a significant upregulation in the expression of the anti-apoptotic gene Bcl2 of treated cells compared to control cells. Finally, HCMV-IL-10 induced a significant upregulation in the genetic expression of matrix metalloproteinases; MMP2 and MMP9, in both MDA-MB-231 and SUM149 treated cells to control cells. Conclusion: The current study provided insights into the ability of HCMV-IL-10 to modulate apoptotic pathways within the breast cancer cells in vitro and contribute to breast cancer progression and carcinogenesis. However, we used only two breast cancer cell lines in this study. In addition, HCMV-IL-10 increases cellular migration, colony formation, invasion and enhanced survival while inhibiting apoptosis in breast cancer cell lines. Hence, it has been demonstrated that HCMV is not only associated with breast cancer, but its HCMV-IL-10 has a vital role in maintaining the aggression and complexity of breast cancer cells, ensuring its survival and further metastasis. ; يُعتبر سرطان الثدي الورم الخبيث الأكثر شيوعًا بين النساء فى مصر و ذو معدل وفيات عالىٍ. يتم تطور سرطان الثدي بسبب عوامل خطر مختلفة، ولكن مؤخرًا تم اعتبار مسببات العدوى مسؤلة عن 15% من الحالات. تتحمل بيئة TME مسؤولية عن عدوانية الخلايا السرطانية حيث تسمح لبقائها وانتشارها واختراقها. وقد تم العثور على آثار جينية فيروسية داخل أنسجة سرطان الثدي، وتحديدا في الخلايا الورمية المحيطة. ومن بين الفيروسات التي تم العثور عليها، كان الفيروس المضخم للخلايا البشرية (HCMV)، الذي تم اكتشافه في أكثر من 90% من أنسجة سرطان الثدي، والذي يتواجد أثناء الكمون داخل خلايا البلاعم المرتيطة بالورم (TAMs) داخل البيئه الورمية TME مما يدل على دوره المحتمل في تقدم السرطان. وعلى الرغم من أن الدور الدقيق لـ HCMV في تقدم السرطان لا يزال قيد البحث حيث أنه فيروس معدل للورم دون كونة سبب مباشر لتطور الورم ، إلا أن اكتشافه في معظم حالات سرطان الثدي تم ربطه بالعدوانية بشكل خاص. وقد تم العثور بشكل ملحوظ على مواد HCMV الجينية بشكل أعلى في أنسجة سرطان الثدي التهابية (IBC) بالنسبة للأنواع الأخرى، حيث يُعتبر IBC شكلًا من اكثر الانواع عدوانية وانتشارا وقد تم ربطه بتنوع جيني مختلط لـ HCMV. الهدف: لذلك، تهدف هذه الدراسة إلى اكتشاف HCMV-IL-10 في أنسجة سرطان الثدي الالتهابى ـ IBC مقارنة بالمرضى المصريين ب سرطان الثدى غير الالتهابى non- IBC، ولدراسة دوره كعامل رئيسي في العدوانية. وبناءً عليه، تم تقييم الانقسام الخلوي، والهجرة، وتكوين االمستعمرات، والقدرة على الانتشار، والبروتين البروتيني في خط الخلايا IBC بالمقارنة مع خط الخلايا non-IBC الطرق: أولاً، تم تحديد معدل حدوث المادة الوراثية لـ HCMV والتعبير عنها في أنسجة سرطان الثدي لدى 20 مريضاً من مرضى non-IBC و20 مريضاً من مرضى IBC لضمان ارتباطها بأنسجة السرطان. بعد ذلك، تم استخدام المؤتلف HCMV، IL-10 (HCMV-IL10)، بتركيزات مختلفة لدراسة تأثيره على خطوط خلايا سرطان الثدي MDA-MB-231 وSUM149 التي تمثل nonIBC (مجموعه التحكم) و مجموعة IBC ، تم إجراء فحوصات تكاثر الخلايا وهجرة الخلايا وتكوين المستعمرة في كل من خلايا سرطان الثدي المعالجة. أخيرًا، تم تقييم التعبير الجيني للبروتينات المعدنية المصفوفة وجينات موت الخلايا المبرمج الرئيسية في مجموعه التحكم والخلايا المعالجة بـ HCMV-IL-10. النتائج: تم العثور على الحمض النووي لـ HCM في 53% و78.5% من أنسجة السرطان غيرالاتهابى و الالتهابىnon IBC وIBC، على التوالي، في حين كان تعبير الحمض النووى الريبوزى الرسول mRNA لـ HCMV أعلى بكثير مع زيادة 11 ضعفًا في أنسجة السرطان الاتهابى إلى أنسجة سرطان غير.الاتهابى وفي وقت لاحق، أظهر تحفيز خطوط الخلايا MDA-MB-231 وSUM149 باستخدام HCMV-IL-10 زيادة غير مؤثره في معدل تكاثر الخلايا حتى مع أعلى تركيز. ومع ذلك، أظهرت الخلايا المعالجة زيادة كبيرة في هجرة الخلايا باستخدام مقايسة التئام الجروح، حيث زادت الهجرة بشكل ملحوظ في كلا الخطين الخلويين استجابة لتركيز أعلى من HCMV-IL-10 مقارنة بالخلايا فى مجموعة التحكم علاوة على ذلك، وجد أن HCMV-IL-10 يزيد بشكل كبير من قدرة تكوين المستعمرة في خطوط الخلايا المعالجة MDA-MB-231 وSUM149 مع ما يقرب من 2 أضعاف أعلى من خلايا التحكم تم العثور على HCMV-IL-10 لمنع الجينات المؤيدة للاستماتة في كل من خلايا MDA-MB-231 وSUM149 المعالجة، حيث كان هناك انخفاض كبير في التنظيم في تعبير الحمض النووى الريبوزى الرسول mRNA لـ Bax وCasp8 وCasp9 وCasp6 وCasp7 وCasp3 وa. زيادة كبيره في التعبير عن الجين المضاد لموت الخلايا المبرمج Bcl2 للخلايا المعالجة مقارنة بالخلايا فى مجموعه التحكم. أخيرًا، تسبب HCMV-IL-10 في تنظيم كبير للتعبير الجيني للبروتينات المعدنية المصفوفة؛ MMP2 وMMP9، في كل من الخلايا المعالجة MDA-MB-231 وSUM149 و مجمعة التحكم. الاستنتاج: قدمت الدراسة الحالية رؤية حول قدرة HCMV-IL-10 على تعديل مسارات موت الخلايا المبرمج داخل خلايا سرطان الثدي والمساهمة في تطور سرطان الثدي. على الرغم من أستخدام نوعين فقط من خلايا سرطان الثدي في هذه الدراسة. بالإضافة إلى ذلك، يزيد HCMV-IL-10 من الهجرة الخلوية، وتكوين المستعمرات، والغزو، وتعزيز البقاء على قيد الحياة بينما يثبط موت الخلايا المبرمج في خطوط خلايا سرطان الثدي. ومن ثم، فقد ثبت أن فيروس HCMV لا يرتبط بسرطان الثدي فقط، ولكن فيروس HCMV-IL-10 له دور حيوي في الحفاظ على عدوانية وتعقيد خلايا سرطان الثدي، مما يضمن بقائها وشدتها ER -