Differentiation of cells from head and neck squamous cell carcinoma that are positive for human papillomavirus

Head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) is a highly malignant disease, death rates have remained at around 50%. Therefore, new treatment strategies are urgently needed. In a previous study, we investigated the differentiation of human papillomavirus (HPV)-negative HNSCC cells through cornification and discovered that cell malignancy was lost due to epigenetic factors. Understanding the mechanisms underlying HNSCC cell differentiation can help identify targets for anti-tumor therapy. We created an HNSCC differentiation model in HPV-positive tumor cells. Observed a loss of malignant characteristics in HPV-positive cell cultures similar to HPV-negative cells. This included irregular enlarged cell morphology, cell cycle arrest with Ki67 downregulation, and reduced cell viability. Although cornification was detected in HPV-positive tumor cell cultures and HPV-positive FFPE tumor tissue sections, it was not induced during HPV-positive cell differentiation. Instead, RNA-seq and subsequent gene ontology analysis showed myocyte-like differentiation with upregulation of markers of myofibril assembly, including TPM1, TAGLN, and ACTA1. Immunofluorescence staining of primary HPV-positive HNSCC cells confirmed the upregulation of these markers and the formation of parallel actin fibers, reminiscent of myoblast-lineage cells. Moreover, multi-marker immunofluorescence analysis of HPV-positive tumor tissue sections revealed areas of cells co-expressing markers of myofibril assembly, HPV surrogate marker p16, and stress-associated basal keratinocyte marker KRT17. This indicates that the observed myocyte-like differentiation also occurred in human tissue.

Das Plattenepithelkarzinom (HNSCC) ist eine hochgradig bösartige Erkrankung, bei der die Sterblichkeitsrate bei etwa 50 % liegt. Daher sind neue, auf den Tumor ausgerichtete Behandlungsstrategien dringend erforderlich. In einer früheren Studie untersuchten wir die Differenzierung von humanen Papillomavirus (HPV)-negativen HNSCC-Zellen durch Verhornung und entdeckten, dass die Malignität der Zellen durch epigenetische Faktoren verloren geht. Das Verständnis der Mechanismen, die der Differenzierung von HNSCC-Zellen zugrunde liegen, kann dazu beitragen, Angriffspunkte für eine Anti-Tumor-Therapie zu identifizieren. Unter Verwendung von Tumorzellen, die von Patienten stammen, haben wir ein HNSCC-Differenzierungsmodell in HPV-positiven Tumorzellen etabliert. Wir beobachteten bei HPV-positiven Zellkulturen einen Verlust maligner Eigenschaften, ähnlich wie bei HPV-negativen Zellen. Dazu gehörten eine unregelmäßig vergrößerte Zellmorphologie, ein Zellzyklusarrest mit heruntereguliertem Ki67 und eine verringerte Lebensfähigkeit der Zellen. Obwohl die Verhornung in HPV-positiven Tumorzellkulturen und HPV-positiven FFPE-Tumorgewebeschnitten nachgewiesen wurde, konnte diese während der HPV-positiven Zelldifferenzierung nicht induziert werden. Stattdessen zeigten RNA-seq und anschließende Gen-Ontologie-Analysen eine myozytenähnliche Differenzierung mit einer Hochregulierung von Markern für den Aufbau von Myofibrillen, darunter TPM1, TAGLN und ACTA1. Die Immunfluoreszenzfärbung von primären HPV-positiven HNSCC-Zellen bestätigte die Hochregulierung dieser Marker und die Bildung paralleler Aktinfasern, die an Zellen der Myoblasten-Linie erinnern.

Die Autorinnen/Autoren geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.