Investigating the crosstalk between estrogen receptor beta in colorectal cancer and tumor-associated macrophages

Tjock-och ändtarmscancer (kolorektalcancer) är den tredje vanligaste cancertypen och den näst vanligaste cancer-relaterade dödsorsaken i världen. Östrogen har visat sig ha en skyddande roll mot kolorektalcancer och östrogenreceptor beta är den dominerande östrogenreceptorn i normalt kolonepitel. Immunceller påverkar utvecklingen hos tumörer och forskning på samspelet mellan cancerceller och immunceller kan vara viktig för framtida cancerforskning. Den här studien har för avsikt att undersöka hur koloncancerceller påverkar makrofager och vice versa genom att utföra samkultursexperiment och analysera genuttryck med RT-qPCR. Tumör-associerade makrofager (TAM) polariserades från THP-1 celler och odlades tillsammans med SW480-kolorektalceller med eller utan uttryck av ERβ. En immunfluorescens-analys gjordes på en musmodell av kolit (tarminflammation) för att undersöka andelen av olika immunceller i tjocktarmen. Analysen gjordes i QuPath och beräkningarna mellan en erfaren och en oerfaren användare jämfördes. Denna studie visade att bildandet av TAM:s med hjälp av konditionerat medium från SW480-celler ändrade genuttrycket mot en pro-inflammatorisk fenotyp. Samkultur-experimenten uppvisade motstridiga resultat men antyder att genuttrycket för TAM:s ändras av att vara i samkultur med SW480-celler och att genuttrycket för SW480-celler ändras av att vara i samkultur med THP- 1-celler. Vidare visade resultatet från samkulturen att ERβ-uttrycket i SW480 cellerna påverkade deras genuttryck. Immunofluorescence-analysen av mustarmen demonstrerade att immuncellen med den högsta andelen var dendritiska celler medan celltypen med minst andel var cytotoxiska T-celler, som till antalet var ungefär hälften så många som T-hjälparceller. Analysen visade att skillnaden mellan en erfaren och en oerfaren användare var signifikant för två av tio immunceller. Slutsatserna från denna studie var att SW480-celler har en inverkan på genuttrycket av TAM:s och att genuttrycket i SW480 påverkades av att vara i samodling med THP-1-celler polariserade till makrofagliknande celler (av PMA) eller TAM:s (genom konditionerat medium från SW480-celler). Vidare tycks ERβ påverka uttrycket av ICAM1 och IL-1β i SW480 celler under samkultur med makrofagliknande- eller TAM-THP-1 celler. Genom att fortsätta undersöka förhållandet mellan makrofager och kolorektalcancerceller kan forskningen breddas vilket kan leda till nya behandlingsmetoder i framtiden.Colorectal cancer (CRC) is the third most common type of cancer and the second leading cause of cancer-related mortality in the world. Estrogen has been found to have a protective role in the development of colorectal cancer and estrogen receptor beta is the predominant estrogen receptor in normal colonic epithelium. Immune cells influence tumor progression and research on the crosstalk between cancer cells and immune cells could be important in future therapies. This study aims to investigate how colorectal cancer cells influence macrophages and vice versa by conducting co-culture experiments and analyzing gene expression using RT-qPCR. Tumor-associated macrophages (TAMs) were polarized from THP-1 cells and cultured together with SW480 colorectal cancer cells with or without the expression of ERβ. Immunofluorescence analysis was performed on colon tissue samples from a colitis-induced mice model to investigate the percentage of different immune cells in the colon. The analysis was done in QuPath and the calculations between an inexperienced user and an experienced user were compared to investigate how the results differ. We found that the formation of TAMs using SW480 conditioned media changed gene expression toward a pro-inflammatory phenotype. The co-culture experiments showed conflicting results but suggest the gene expression of TAMs is altered by being cultured with SW480 and that the gene expression of SW480 cells was affected by being cultured with THP-1 cells. Further, the ERβ expression in SW480 cells affected the gene expression of the cells during co-culture with macrophage-like or TAM THP-1 cells. In the immunofluorescence analysis of mouse colon, the immune cell type with the highest abundance was dendritic cells and the lowest seem to be cytotoxic T-cells, which was around half of the number of T-helper cells. There was a significant difference between the analysis of experienced and inexperienced annotators for two out of ten markers. The conclusions from this study were that SW480 cells have an impact on the gene expression of TAMs and that the gene expression in SW480 was influenced by being in co-culture with THP-1 cells polarized into macrophage-like cells (by PMA) or TAMs (by conditioned media from SW480 cells). Further, ERβ impacted the expression of ICAM1 and IL-1β in SW480 cells during co-culture with macrophage-like or TAM THP-1 cells. By further studying the correlation between macrophages and CRC cells, the research can be broadened which can lead to new approaches to CRC therapies in the future