NOTCH pathway genes' analysis in multiple myeloma remission state

master's thesis

• Title (croatian): Analiza NOTCH signalnog puta u multiplom mijelomu u stanju remisije
• Author: Arijana Dubović
• Mentor: Vladimir Mrša (mentor)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Food Technology and Biotechnology; (Department of Chemistry and Biochemistry); (Laboratory for Biochemistry); Zagreb
• Defense date and country: 2022-07-11, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: BIOTECHNICAL SCIENCES; Biotechnology

Abstract

Multiple myeloma (MM), a second most common haematological malignancy, is a B cells disorder characterized by rapid clonal plasma cells' proliferation and monoclonal gammopathy, leading to severe bone disruptions, hypercalcemia, and abnormal function of the immune system. The origin and the disease developing mechanism are unknown and there is no cure for MM. Existing therapies are sometimes able to halt the disease, but, in most cases, absence of the disease or the remission state is only temporary and MM relapses. NOTCH signalling pathway can be deregulated in the state of the disease. This signalling pathway consists of transmembrane receptors NOTCH which activate by binding to the neighbouring cells' transmembrane ligands DELTA or JAGGED. Ligand binding causes cleavage of the NOTCH intracellular domain, which acts as a part of transcription complex in the nucleus. MM cells either have overexpression of NOTCH receptors or other mechanisms, which lead to the pathway activation. The aim of the thesis was to see if NOTCH pathway deregulation could be detected in cells obtained from patients with multiple myeloma in remission. Thus, we analysed NOTCH pathway genes’ expression in peripheral blood samples of MM patients in remission. Peripheral blood samples and a fraction of B cells were analysed for the expression of NOTCH receptors, JAGGED and DELTA ligands, downstream target HES1, as well as differentiation factors from IKAROS family. The results showed no uniform pattern which could connect the NOTCH pathway deregulation to the relapse. For the analysis of small cell number samples from selected B cells we optimized a multiplex, semi nested PCR method. This method is valuable as it enables inspection of multiple different genes simultaneously, on a very small cell number, with increased specificity and sensitivity.

Abstract (french)

Le myélome multiple (MM), la deuxième hémopathie maligne la plus courante, est une maladie des lymphocytes B caractérisé par une surproduction des plasmocytes clonaux et une gammapathie monoclonale, entraînant de graves perturbations osseuses, une hypercalcémie et un fonctionnement anormal du système immunitaire. L'origine et le mécanisme de développement de la maladie sont inconnus et il n'y a pas de remède qui existe jusqu'à présent pour le MM. Les thérapies existantes pour le MM sont parfois capables retenir la progression de la maladie pour un temps, mais dans la plupart des cas une disparition de la maladie ou l'état de rémission n'est que temporaire et le MM rechute. Les voies de signalisation NOTCH preuve être toucher par le MM et être dérégulée. Cette voie de signalisation est constituée de récepteurs transmembranaires de NOTCH qui s'activent en se liant aux ligands transmembranaires DELTA ou JAGGED des cellules voisines. La liaison du ligand provoque le clivage du domaine intracellulaire NOTCH qui fait partie du complexe de transcription dans le noyau cellulaire. Les cellules affectées par le MM ont une surexpression des récepteurs NOTCH ou d'autres mécanismes qui conduisent à l'activation de la voie. L'objectif de la thèse était de voir si la dérégulation de la voie NOTCH peut être détectée dans des cellules obtenues à partir de patients atteints de myélome multiple en rémission. Ainsi, nous avons analysé l'expression des gènes de la voie NOTCH dans des échantillons de sang périphérique de patients atteints de MM en rémission. Les échantillons de sang périphérique et des fractions de lymphocytes B ont été analysés pour détecter l'expression des récepteurs NOTCH, des ligands JAGGED et DELTA, des cibles de signalisation en aval HES1 et des modificateurs de chromatine du genre IKAROS. Les résultats n'ont montré aucun modèle uniforme qui pourrait relier la dérégulation de la voie NOTCH à la rechute. Pour l'analyse d'échantillons obtenu à partir d’un petit nombre de cellules B sélectionnées nous avons optimisé pour une méthode de PCR multiplex semi-imbriquée. Cette méthode était très importante car elle permettait l'inspection simultanée de plusieurs gènes différents, sur un très petit nombre de cellules, avec une spécificité et une sensibilité élevée.

• Keywords: multiple myeloma; B cell; NOTCH signalling pathway; remission; multiplex semi nested PCR
• Keywords (english): myélome multiple; voie NOTCH; rémission; rechute; multiplex PCR semi-imbriquée
• Language: english
• URN:NBN: urn:nbn:hr:159:452907
• Study programme: Title: Molecular Biotechnology; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra inženjer/inženjerka molekularne biotehnologije (magistar/magistra inženjer/inženjerka molekularne biotehnologije)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2023-07-21 11:56:05