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datestamp: 2024-06-27 12:44:50
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status_changed: 2024-06-27 12:44:50
type: doctoralThesis
metadata_visibility: show
creators_name: Lasser, Samantha
title: MDSC activation mediated by extracellular vesicles-associated microRNA in melanoma
title_de: Aktivierung von MDSCs durch extrazelluläre Vesikel-assoziierte microRNA beim malignen Melanom
subjects: ddc-570
divisions: i-140001
adv_faculty: af-14
cterms_swd: Myeloide Suppressorzelle
cterms_swd: Melanom
cterms_swd: miRNS
abstract: Melanoma progression and immunosuppression in the melanoma microenvironment are significantly fueled by myeloid-derived suppressor cells (MDSCs). MDSC generation in melanoma is mediated by several mediators, including soluble and extracellular vesicles (EV)-associated factors. This study aims to investigate the molecular mechanisms initiated in myeloid cells by melanoma EV-associated microRNA (miR), leading to their conversion to MDSCs, as well as the function of endosomal Toll-like receptors (TLR) in these mechanisms. Using synthetic mimics of miR previously described to be enriched in melanoma EVs, I examined their effects on immature myeloid cells (iMCs) isolated from healthy wild-type mice or TLR-deficient mice. Programmed cell death 1 ligand 1 (PD-L1) was utilized as a marker to identify a MDSC-like phenotype, as it has been shown to be a key immunosuppressive molecule in EV-induced MDSCs. To investigate the involvement of signaling pathways in the regulation of MDSC functions, inhibitors of NF-κB activation or Stat3 activation were utilized. Moreover, I studied the influence of miR mimics on human monocytes isolated from the peripheral blood of healthy donors. 
Transfection of iMCs with miR mimics of miR-125a-5p, -125b-5p, or -99b-5p induced the expression of PD-L1 on these cells. A positive correlation was observed between miR 125a-5p levels in the tumor microenvironment (TME) and the tumor progression in the RET transgenic mouse model. Furthermore, mimics of miR-125a-5p and the miR cluster 99b/let-7e/125a mediated the upregulation of several MDSC-related factors in iMCs, including IL-6 and reactive oxygen species (ROS). The regulation of PD-L1 expression in iMCs by miR-125a-5p or the miR cluster 99b/let-7e/125a required NF κB activation, however, it was independent of endosomal TLRs and of STAT3 activation. Similarly, human monocytes did not show clear evidence of STAT3 activation by mimics of miR-125a-5p or the miR cluster 99b/let-7e/125a. Nevertheless, mimics of miR-125a-5p or the miR cluster 99b/let-7e/125a mediated the upregulation of PD-L1 in human monocytes. Additionally, a strong trend of the miR cluster 99b/let-7e/125a to downregulate MHC class II and costimulatory CD86 molecules in human monocytes was observed. Furthermore, human monocytes treated with mimics of the miR cluster 99b/let-7e/125a were able to inhibit proliferation of activated T cells. The finding that miR-125a-5p and the three miRs of the cluster 99b/let-7e/125a showed comparable effects on myeloid cells led to the conclusion that mainly melanoma EV-associated miR-125a-5p could contribute to MDSC generation via NF-κB activation.
abstract_translated_text: Das Fortschreiten des malignen Melanoms und die Immunsuppression in der Tumorumgebung werden in erheblichem Maße durch myeloide Suppressorzellen (MDSCs) unterstützt. Die Bildung von MDSCs beim malignen Melanom wird durch verschiedene Prozesse vermittelt, unter anderem über lösliche und extrazelluläre Vesikel (EV)-assoziierte Faktoren. In dieser Studie sollen die molekularen Mechanismen untersucht werden, die in myeloiden Zellen durch Melanom-EV-assoziierte microRNA (miR) ausgelöst werden und zu ihrer Umwandlung in MDSCs führen, sowie die Beteiligung endosomaler Toll-like-Rezeptoren (TLR) bei jenen Mechanismen. Unter Verwendung synthetischer Mimic-Moleküle von miRs, von denen bekannt ist, dass sie in erhöhter Menge in Melanom-EVs vorhanden sind, wurden die Auswirkungen auf unreife myeloide Zellen (iMCs), die aus gesunden Wildtyp-Mäusen oder TLR-defizienten Mäusen isoliert wurden, nach Transfektion untersucht. Programmed Cell Death 1 Ligand 1 (PD-L1) wurde als Marker zur Identifizierung eines MDSC-ähnlichen Phänotyps verwendet, da es sich als wichtiges immunsuppressives Molekül in EV-induzierten MDSCs erwiesen hat. Um die Beteiligung wichtiger Signalwege an der Regulierung der MDSC-Funktionen zu untersuchen, wurden Inhibitoren der NF-κB-Aktivierung oder der STAT3-Aktivierung eingesetzt. Darüber hinaus wurde die Behandlung humaner Monozyten, die aus mononukleären Zellen des peripheren Blutes gesunder Spender isoliert wurden, mit miR-Mimics mittels Transfektion oder Nanopartikeln untersucht.
Die Transfektion von iMCs mit Mimic-Molekülen von miR-125a-5p, -125b-5p oder  99b-5p induzierte die Expression von PD-L1 in diesen Zellen. Es wurde eine positive Korrelation zwischen miR-125a-5p-Menge in der Tumormikroumgebung und der Tumorprogression im RET-transgenen Mausmodell beobachtet. Darüber hinaus vermittelten Mimic-Moleküle von miR-125a-5p und des miR-Clusters 99b/let-7e/125a die Hochregulierung mehrerer MDSC-assoziierter Faktoren in iMCs, einschließlich IL 6 und reaktiver Sauerstoffspezies. Die Regulierung der PD-L1-Expression in iMCs durch miR-125a-5p oder miR-Cluster 99b/let-7e/125a erforderte die Aktivierung von NF-κB, war jedoch unabhängig von endosomalen TLRs sowie von einer STAT3-Aktivierung. Auch humane Monozyten zeigten keinen eindeutigen Nachweis einer Aktivierung von STAT3 durch Mimic-Moleküle von miR-125a-5p oder des miR-Clusters 99b/let-7e/125a. Dennoch vermittelten die Mimic-Moleküle von miR-125a-5p oder des miR Clusters 99b/let-7e/125a die Hochregulierung von PD-L1 in humanen Monozyten. Darüber hinaus wurde in humanen Monozyten eine starke Tendenz des miR-Clusters 99b/let-7e/125a zur Herunterregulierung von MHC-Klasse-II-Molekülen und kostimulatorischen CD86-Molekülen beobachtet. Humane Monozyten, die mit Mimic-Molekülen des miR-Clusters 99b/let-7e/125a behandelt wurden, waren außerdem in der Lage, die Proliferation aktivierter T-Zellen zu hemmen. Die Beobachtung, dass miR-125a-5p und die drei miRs des Clusters 99b/let-7e/125a eine vergleichbare Wirkung auf myeloide Zellen zeigten, führte zu der Schlussfolgerung, dass hauptsächlich Melanom-EV-assoziierte miR-125a-5p durch die Aktivierung von NF κB zur Entwicklung von MDSCs beitragen könnte.
abstract_translated_lang: ger
date: 2024
id_scheme: DOI
id_number: 10.11588/heidok.00035038
own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-heidok-350386
date_accepted: 2024-03-27
advisor: HASH(0x558eaa6f03c8)
language: eng
bibsort: LASSERSAMAMDSCACTIVA
full_text_status: public
place_of_pub: Heidelberg
citation:   Lasser, Samantha  (2024) MDSC activation mediated by extracellular vesicles-associated microRNA in melanoma.  [Dissertation]     
document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/35038/1/DissertationLasser.pdf