title: The impact of activin A on cancer-associated fibroblasts and immune cells
Creators: name: Hilberath, Sandra
Publisher: name: :none
Year: 2024

description: Das kolorektale Karzinom ist die dritthäufigste Krebsart in beiden Geschlechtern und der zweit häufigste Grund für Sterblichkeit in Bezug auf Krebs durch die fehlende Brandbreite an Behandlungsmöglichkeiten. In den letzten Jahren ist der Fokus auf die Tumormikroumgebung gewachsen, da diese eine entscheidende Rolle auf die Entstehung, Entwicklung und therapeutische Antwort von bösartigen Tumoren. Die Tumormikroumgebung ist ein heterogenes Netzwerk aus nicht-zellulären Komponenten und verschiedener Zellen, wobei Tumor-assoziierte Fibroblasten (TAFs) den größten Anteil ausmachen. Die heterogene Population der TAFs sind von enormer Bedeutung für die Krebsforschung, da sie verschiedene Prozesse der Krebsentwicklung beeinflussen, wie zum Beispiel Metastasierung, Krebs-assoziierte Entzündungsreaktionen, Modifizierung der extrazellulären Matrix oder Immunomodulation. Ihre entscheidende Rolle bei der Krebsentwicklung macht sie daher zu einem vielversprechenden therapeutischen Ziel. Vorherige Experimente in unserem Labor haben gezeigt, dass TAFs große Mengen an Aktivin A produzieren. Aktivin A ist Mitglied der TGF-b Superfamilie und ist ebenfalls mit Krebsentwicklung assoziiert durch den Einfluss auf Migration, Invasion, Metastasierung und Immunomodulation. Daher wollten wir die autokrine Rolle von TAF-exprimierten Aktivin A auf die TAF-Phänotypen untersuchen, sowie dessen parakrine Effekte auf Immunzellen. Mit Hilfe von Durchflusszytometrie, siRNA-vermitteltem Knockdown, InCell Western Assay sowie 2D und 3D Kultivierungsmethoden konnten wir zeigen, dass INHBA Expression die Expression verschiedener funktioneller Marker inhibiert, die mit den bestimmten Subpopulationen (myTAFs, iTAFs, apTAFs) assoziiert sind. Außerdem zeigte TAF-exprimiertes Aktivin A eine steigernde Wirkung auf die Migration von hämatopoetischen Zellen sowie CD4+ T Zellen, wohingegen ein inhibierender Effekt von TAF-exprimierten Aktivin A auf die Phagozytosekapazität von Makrophagen zu verzeichnen war. Darüber hinaus konnten wir feststellen, dass TAF-exprimiertes Aktivin A die Differenzierung von Makrophagen in Richtung des M2-ähnlichen Phänotyp begünstigt. Jedoch scheint die Wirkung von TAF-exprimierten Aktivin A stark abhängig von der gegebenen Umgebung, Interaktion verschiedener Zellen und Aktivierungsstatus der Zellen. Die zugrunde liegenden mechanistischen Hintergründe müssen weiter untersucht werden.
description: Colorectal cancer is the third most common cancer in both sexes and the second leading cause of cancer-related mortality due to the lack of a wide range of treatment options. In recent years, the focus on the tumor microenvironment (TME) has grown as it plays a vital role in cancer initiation and progression. The TME is a heterogeneous network of non-cellular components and various cells, with cancer-associated fibroblasts (CAFs) accounting for the largest proportion. The heterogeneous population of CAFs is of crucial interest in cancer research, as these cells influence various processes of cancer development, such as metastasis, cancer-associated inflammatory responses, modification of the extracellular matrix, or immunomodulation as well as therapy response. These features make them a promising therapeutic target. Previous experiments in our laboratory have shown that CAFs are the major source of activin A in colon cancer. Activin A is a member of the TGF-b superfamily and is also associated with cancer development through its influence on migration, invasion, metastasis, and immunomodulation. Therefore, we aimed to investigate the autocrine role of CAF-expressed activin A on the CAF phenotype, as well as its paracrine effects on immune cells. Using flow cytometry, siRNA-mediated knockdown, InCell Western assay, as well as 2D and 3D cultivation methods, we showed that INHBA expression impairs the expression of various functional markers associated with the specific CAF subpopulations (myCAFs, iCAFs, apCAFs). In addition, CAF-expressed activin A showed an enhancing effect on the migration of hematopoietic cells and especially CD4+ T cells. In contrast, an inhibitory effect of CAF-expressed activin A was observed on the phagocytosis capacity of macrophages. Furthermore, we found that CAF-derived activin A favored the differentiation of macrophages towards the M2-like phenotype in 3D co-cultures. However, the effect of CAF-expressed activin A seems to be highly dependent on the given environment, the interaction of different cells, and the activation status of the cells. The underlying mechanistic background needs to be further investigated.