Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Canine Transmissible Venereal Tumour (CTVT) är en unik smittsam tumörsjukdom. Likt en parasit är den naturligt överförbar mellan individer inom familjen Canidae via transplantation av levande tumörceller, framför allt genom parning. Ursprunget anses vara en och samma neoplastiska klon som uppstod flera tusen år tillbaka och som än idag kontinuerligt förökar sig genom att överföras till nya värdar. Denna enastående överlevnadsstrategi beror på många olika mekanismer. Några av dessa finns beskrivna i flertalet studier, och andra förblir ofullständigt kartlagda.

Den största bedriften är hur immunförsvaret kan nedregleras och undgås till den nivå att tumörcellerna inte avstöts, vilket sker vid normal transplantation av kroppsfrämmande vävnad. Tidigare antogs att ett oncogent virus skulle vara orsaken bakom sjukdomen. Denna teori har på grund av bristande evidens dock övergivits eftersom viruspartiklar inte har kunnat påvisas i samband med tumören.

Denna litteraturstudie syftar till att försöka fastställa de mekanismer som gör det möjligt för en tumör att vara smittsam, med CTVT som utgångspunkt. CTVT är den mest studerade av de naturligt förekommande smittsamma tumörerna och beskrevs så tidigt som år 1876.

Genom att studera tumörens etiologi, kända mutationer och egenskaper drogs slutsatsen att de egenskaper som främst möjliggör för smittsamheten hos CTVT är regleringen av Major histocompatibility complex I och II (MHC-I & II) på cellytan samt produktionen och utsöndringen av den immunosuppressiva cytokinen Transforming growth factor beta (TGF-β). TGF-β produceras lokalt i höga koncentrationer och stimulerar tillväxt, angiogenes och skyddar mot infiltration av cytotoxiska T-celler och Natural killer-celler (NK-celler) genom att nedreglera deras aktivitet och minska tumörcellernas MHC-uttryck. I tillväxtfasen är avsaknaden av MHC typ I och II nästintill fullständig bland tumörcellerna. Avsaknaden av MHC-I leder till att cytotoxiska T-celler misslyckas att identifiera och infiltrera tumörcellerna som då undviker inducerad apoptos. Under regressionsfasen ökar dock tumörcellernas uttryck av MHC-I och II-molekyler på ytan från ca 3 % till över 30 %. När främmande MHC-II-molekyler presenteras triggas kroppens specifika immunförsvar och antikroppar mot tumörcellerna börjar produceras.

Genomet i CTVT är lika varandra oavsett ursprung men skiljer sig markant från värdens eget genom. Dessutom finns en rad karaktäristiska mutationer som framförallt berör tumörens generella kondition och konkurrenskraft. Det rör sig om en LINE-1-insertion vid proto-oncogenen c-myc, som används som en diagnostisk markör för att fastslå CTVT, mutationer i kända tumörsuppressorgener som p53 och CDKN2A m.fl., samt horisontellt upptag av mitokondrie-DNA (mtDNA) från friska värdceller.

Canine Transmissible Venereal Tumour (CTVT) is a unique contagious tumour disease. Like a parasite, it is naturally transmissible between individuals within the family Canidae through transplantation of living tumour cells, particularly through coitus. The lineage is considered to be a single neoplastic clone that occurred thousands of years ago, which still multiply continuously through transfer to new hosts today. This outstanding survival strategy depends on numerous different mechanisms, many of which are described, and others which are yet to be fully understood.

The main achievement is the ability to avoid and down regulate the immune system at such a level that the tumour cells are not rejected, which occurs in normal transplantation of foreign tissue. Previously it was assumed that an oncogenic virus could be the cause behind the disease. This theory, however, was abandoned due to lack of evidence, since no virus particles have been associated with the tumour.

The aim of this study was to determine the mechanisms that make it possible for a tumour to be contagious, with CTVT as a base. CTVT is the most studied of the naturally occurring infectious tumours, and was described as early as year 1876.
By studying the tumour etiology, known mutations and characteristics it was concluded that the most important characteristics that enables the infectiousness of CTVT are regulation of Major histocompatibility complex I and II (MHC-I & II) expression on the cell surface and the production and secretion of the immunosuppressive cytokine Transforming growth factor beta (TGF-β). TGF-β is produced locally in high concentrations and stimulates growth, angiogenesis and protects against infiltration by cytotoxic T cells and Natural killer cells (NK-cells) by down-regulating their activity and reduce tumour cell MHC expression. In the growth phase, the lack of MHC type I and II is almost complete among tumour cells. The absence of MHC-I leads to failure in identifying and infiltrating the tumour cells by cytotoxic T cells, resulting in avoided apoptosis. During the regressive phase, there is an increase in tumour cell expression of MHC-I and II molecules on the surface from about 3% to over 30%. When the foreign MHC-II molecules are presented it triggers the body's specific immune system and antibodies against tumour cells are produced.

The genome in CTVT is similar regardless of origin though different from the host's own. In addition, there are several characteristic mutations present that primarily affect the tumour's general fitness. The case of a LINE-1 insertion at the proto-oncogene c-myc, which is used as a diagnostic marker to determine CTVT, and mutations in known tumour suppressor genes such as p53 and CDKN2A etc., and horizontal transfer of mitochondrial DNA (mtDNA) from healthy host cells.