Doktorsvörn í líf- og læknavísindum - Clémence Larat

Mánudaginn 2. júní 2025 ver Clémence Larat doktorsritgerð sína í líf- og læknavísindum við Læknadeild Háskóla Íslands. Ritgerðin ber heitið: Hlutverk ATG7 isóforma í krabbameinum. An isoform specific role of the autophagy protein ATG7 in cancer.

Andmælendur eru dr. Thomas McWilliams, dósent við Háskólann í Helsinki, og dr. Sigurdís Haraldsdóttir, dósent við Læknadeild.

Umsjónarkennari og leiðbeinandi var Margrét Helga Ögmundsdóttir, prófessor. Auk hennar sátu í doktorsnefnd Bylgja Hilmarsdóttir, lektor, Siggeir Fannar Brynjólfsson, dósent, og Vignir Helgason, prófessor.

Þórarinn Guðjónsson, prófessor og deildarforseti Læknadeildar, stjórnar athöfninni sem fer fram í Hátíðasal Háskóla Íslands og hefst kl. 13.00.

Ágrip

Sjálfsát er niðurbrotsferli frumna og er mikilvægt til að viðhalda frumujafnvægi. Sýnt hefur verið fram á að það tekur þátt í myndun og þróun krabbameins, annaðhvort á æxlisbælandi eða -örvandi hátt. ATG7 er nauðsynlegt fyrir upphaf sjálfsáts með því að tengja ATG8 prótein við lípíð. Greint hefur verið stutt ísóform, kallað ATG7(2), sem skortir 27 amínósýrur í hinu virka svæði próteinsins samanborið við fullu lengd próteinsins, ATG7(1). ATG7(2) getur ekki bundið ATG8 prótein við himnur og skortir því skilgreinda virkni ATG7. Vitað er að ATG7 gegnir hlutverki í framvindu krabbameins og meinvörpum og það hlutverk hefur lengi verið tengt sjálfsáti. Hins vegar benda nýlegar rannsóknir til þess að þetta hlutverk gæti að hluta til verið óháð sjálfsáti.

Til að skilja hlutverk ATG7(2) voru greind klínísk gögn úr opnum gagnagrunnum. Þetta sýndi að há ATG7(2) tjáning tengist slæmum horfum í briskrabbameini (PAAD). Síðan var mæld mRNA tjáning ATG7(1) og ATG7(2) í heilbrigðum sýnum borið saman við briskrabbamein og sást aukning í tjáningu beggja ísóforma í æxlissýnunum. Þegar þetta var greint á klínískum stigum PAAD sást aukin tjáning ATG7(2) á stigi IV samanborið við önnur stig. Að lokum leiddi greining í ljós að ónæmisvirk æxli tjá hærra magn af ATG7(2) en ónæmisóvirk æxli, í öllum krabbameinum.

Með því að nota CRISPR/Cas9 í PAAD frumulínu var slegið út meginísóformið ATG7(1) eða heildar ATG7. Gerð voru fjölgunar- og frumuskriðspróf á klónum sem tjáðu mismunandi magn af ATG7(2). Þó að heildarútsláttur ATG7 hafi verið tengdur hægu frumuskriði sýndi ATG7(1)-/- hraðari frumufjölgun og skrið, sérstaklega með háu magni ATG7(2). Saman benda þessar niðurstöður til þess að ATG7(2) gæti knúið áfram skrið og fjölgun í PAAD frumum á sjálfsátsóháðan hátt.

Að lokum var notað siRNA til að slá sérstaklega niður ATG7(2) í samanburðar- og ATG7(1)-/- frumum. Þetta leiddi til minni skrið- og fjölgunarhraða í báðum frumugerðum miðað við samanburðar-siRNA. Þetta verkefni varpar ljósi á  mikilvægi ATG7(2) í briskrabbameini, sem og hugsanlega nýja meðferðarmöguleika.

Abstract

Autophagy is a cellular degradation process, important for maintaining cellular homeostasis. It has been shown to be involved in cancer initiation and development, either in a tumour-suppressive or promotive manner. The protein ATG7 is known to be essential for autophagy initiation by catalysing the lipidation of ATG8 proteins. Previously, we identified a short isoform, termed ATG7(2), which lacks 27 amino acids in the active domain of the protein, compared with the full-length ATG7(1), and is unable to lipidate ATG8 proteins. ATG7 is known to play a role in cancer progression and metastasis, and this role has long been associated with autophagy. However, recent studies suggest that this role could be, in part, autophagy-independent.

To understand the role of ATG7(2), we analysed clinical data from publicly available databases. This showed that high ATG7(2) expression is linked with poor prognosis in pancreatic adenocarcinoma (PAAD). Then, we quantified the mRNA expression of ATG7(1) and ATG7(2) in healthy versus cancerous pancreatic samples and observed an increase in the expression of both isoforms in the tumour samples. When analysing this in PAAD clinical stages, we observed increased ATG7(2) expression in Stage IV compared with other stages. Finally, our analysis revealed that immuno-active tumours express higher levels of ATG7(2) than immunologically quiet ones, across cancers.

Using CRISPR/Cas9 in a PAAD cell line, we selectively knocked out the canonical isoform ATG7(1) or total ATG7. We performed proliferation and migration assays on clones expressing different levels of endogenous ATG7(2). While total knock-out of ATG7 was linked with slow migration, ATG7(1)-/- showed faster proliferation and migration, especially with high levels of ATG7(2). Together, these results suggest that ATG7(2) could drive migration and proliferation in PAAD cells in an autophagy-independent manner.

Finally, we used siRNA to specifically knock down ATG7(2) in control and ATG7(1)-/- cells. This led to decreased migration and proliferation rates in both cell types compared with control siRNA. This project highlights the importance of ATG7(2) in cancer, and opens new avenues for therapeutic strategies.

Um doktorsefnið

Clémence Larat er fædd árið 1997 í Gap í Frakklandi. Hún lauk MS-gráðu í krabbameinsfræðum og MS-gráðu í lífverkfræði frá Háskólanum í Marseille árið 2019. Clémence starfaði við Novartis í Sviss í eitt ár áður en hún hóf doktorsnám við Læknadeild Háskóla Íslands vorið 2022.