title: The role of ploidy in the evolution of complex karyotype formation
Creators: name: Markovic, Ana
Publisher: name: :none
Year: 2024

description: Abnormale Chromosomenzahlen oder Aneuploidien sind in mehr als 90 % der soliden Tumoren vorhanden, wobei über 30 % dieser Krebszellen polyploid sind. Aneuploidie ist normalerweise schädlich, kann jedoch bestimmte Fitnessvorteile in Krebszellen bieten. Höhere Raten von Chromosomenfehlverteilung führen zu chromosomaler Instabilität (CIN), die verschiedene Karyotyp-Komplexitäten bietet, die unter bestimmten Stressbedingungen von Vorteil sein können. Polyploide Krebszellen weisen höhere Raten von CIN auf, was zu einer größeren genetischen Heterogenität im Vergleich zu diploiden Zellen führt. Adell und Klockner (2023) verfolgten die Entwicklung komplexer Karyotypen in diploiden Zelllinien, die an den Inhibitor des Spindel-Assembly-Checkpoint, Reversin, angepasst wurden, und identifizierten, dass der selektive Verlust der Chromosomen 13q und 6p zu Reversin-Resistenz führt, bedingt durch die Gene CDC16 und p31commet, die sich auf diesen Chromosomen befinden (Adell et al., 2023). Parallel dazu führte A. Adell dasselbe Anpassungsprotokoll an menschlichen Zelllinien aus haploiden und tetraploiden Hintergründen durch. In diesem Bericht untersuchte ich Aneuploidiemuster in haploiden, diploiden und tetraploiden HAP1-Zelllinien sowie in diploiden und tetraploiden RPE1-Zelllinien. Die Analyse zeigte, dass sowohl die Komplexität der Karyotypbildung als auch der Grad der Aneuploidie signifikant mit der Ploidie ansteigen. Darüber hinaus findet eine Verfeinerung des Karyotyps über verschiedene Ploidystufen und Zelllinien hinweg statt, was einen Grad an Spezifität und Einheitlichkeit der Aneuploidiemuster zeigt. Bemerkenswert ist, dass die Reversin- Anpassung der tetraploiden HAP1-Zellen zur Selektion doppelter Verluste des Chromosoms 13q führte. Um den Einfluss von doppelten gegenüber einzelnen Verlusten auf die Anpassung tetraploider Zellen zu untersuchen, löschte ich eine oder zwei Kopien der Chromosomenarme 13q und 6p in nicht angepassten tetraploiden HAP1-Zellen. Dieser Prozess erwies sich als komplexer, da zusätzliche unspezifische Aneuploidien neben den beabsichtigten Deletionen auftraten. Dennoch zeigten vier konstruierte tetraploide HAP1-Zelllinien (zwei mit Deletionen von chr. 13q und zwei mit Deletionen von chr. 6p) erfolgreich Reversin-Resistenz und betonten damit die entscheidenden Rollen von CDC16 und p31commet aus diesen chromosomalen Regionen. Diese Studie beleuchtet, wie Ploidie die Dynamik der Aneuploidie beeinflusst und gibt Einblicke in die Anpassungsmechanismen von tetraploiden Krebszellen.
description: Abnormal chromosome numbers, or aneuploidies, are present in more than 90% of solid tumors, with over 30% of these cancer cells being polyploid. Aneuploidy is normally detrimental but can provide certain fitness advantages in cancer cells. Higher rates of chromosome missegregation lead to chromosomal instability (CIN), which offers various karyotype complexities that can be beneficial under certain stress conditions. Polyploid cancer cells undergo higher rates of CIN, leading to greater genetic heterogeneity compared to diploid cells. Adell and Klockner (2023) tracked complex karyotype development in diploid cell lines adapted to the spindle assembly checkpoint inhibitor reversine, identifying that the selective loss of chromosomes 13q and 6p leads to reversine resistance due to genes CDC16 and p31commet located on these chromosomes (Adell et al., 2023). In parallel, A. Adell performed the same adaptation protocol on human cell lines of the haploid and tetraploid backgrounds. In this report, I examined aneuploidy patterns in haploid, diploid, and tetraploid HAP1 cell lines, along with diploid and tetraploid RPE1 cell lines. The analysis showed that both the complexity of karyotype formation and the level of aneuploidy significantly increase with ploidy. Additionally, karyotype refinement occurs across different ploidy states and cell lines, showing a degree of aneuploidy pattern specificity and uniformity. Notably, the reversine adaptation of tetraploid HAP1 led to the selection of double losses of chromosome 13q. To investigate the impact of double versus single losses on the adaptation of tetraploid cells, I deleted one or two copies of chromosome arms 13q and 6p in non-adapted tetraploid HAP1. This process proved more complex due to the emergence of additional nonspecific aneuploidies alongside the intended deletions. Nonetheless, four engineered tetraploid HAP1 cell lines (two with deletions of chr. 13q and two with deletions of chr. 6p) successfully demonstrated reversine resistance, emphasizing the critical roles of CDC16 and p31commet from these chromosomal regions. This study sheds light on how ploidy influences aneuploidy dynamics and provides insights into the adaptation mechanisms of tetraploid cancer cells.