REGULATED CELL DEATH: ANALYSIS AT THE MOLECULAR LEVEL BY ATOMIC FORCE MICROSCOPY (AFM)

Louis Van der Meeren
In deze thesis werd gebruik gemaakt van een onconventionele microscopie techniek: Atomic force microscopie om nieuwe vormen van gereguleerde celdood te onderzoeken. Met deze techniek verkrijgen we gegevens over morfologie maar ook mechanische eigenschappen van cellen. Informatie die van belang is voor toekomstig kanker onderzoek.

Gereguleerde celdood: vroege detectie met atomic force microscopie (AFM)

Gereguleerde celdood: vroege detectie  met atomic force microscopie (AFM)(CONFIDENTIEEL)

Een van de grootste medische uitdagingen van dit en de komende decennia is kanker. Volgens het WHO is kanker een van de leidende doodsoorzaken in de wereld met 9.6 miljoen geschatte sterfgevallen in 2018 (WHO). In behandelingen wordt vaak gebruik gemaakt van chemotherapeutische middelen met als doel om gereguleerde celdood (meer bepaald apoptose) te induceren. Deze aanpak heeft echter limieten, door de continue evoluerende en de individuele aard van een tumor ontstaat vaak resistentie tegen deze therapeutische middelen. Het is dus zeer belangrijk om kankeronderzoek verder te zetten om dit aan te pakken. Apoptose is de meest gekende soort van gereguleerde celdood. Apoptose is zeer belangrijk voor veel biologische processen: zo is het aanwezig in embryo’s om het weefsel tussen de vingers te verwijderen, maar ook bij volwassenen onder andere in stress situaties zoals bijvoorbeeld bij uitschakeling van door pathogenen geïnfecteerde cellen. Apoptose volgt na een cascade van enzymatische reacties waarin de caspasen de belangrijkste enzymen zijn. Het proces werkt ook als een kill-switch voor verouderde en gemuteerde cellen. In een normale situatie zouden cellen die muteren tot tumor cellen apoptose ondergaan. Door opeenvolgende mutaties in deze tumor cellen ontstaat er resistentie tegen apoptose. Het doel van de bovenvermelde chemotherapeutische middelen is om ondanks deze fouten toch apoptose via een andere weg te induceren en normaliteit herstellen. Echter tumoren kunnen drug-resistentie ontwikkelen tegen deze therapeutische middelen, dus is er een oplossing nodig. Voor lange tijd werd necrose van apoptose onderscheiden als een niet gereguleerde (accidentiële) celdood modaliteit. Recent onderzoek toonde echter aan dat necrose ook actief kon geïnduceerd worden. Om accidentele necrotische celdood te onderscheiden van de actief geïnduceerde necrotische celdood werd een nieuwe term geïntroduceerd: necroptose. Verder onderzoek toonde aan dat er meerdere pathways zijn die leiden tot een celdood met een morfologie gelijkend aan necrose zoals: pyroptose, ferroptose, parthanotose,...en dat onderzoek is bijzonder relevant voor de maatschappij (https://www.hln.be/wetenschap-planeet/-dode-kankercellen-vormen-krachti…). Deze verschillende pathways vormen een alternatief voor apoptose bij het optreden van resistentie tegen apoptose inducerende therapeutica. Een bijkomend voordeel is dat deze celdoden, in tegenstelling tot apoptose, mogelijk immunogeen zijn, wat uiteindelijk kan leiden tot totale eliminatie van de tumor. Hoewel de kennis over deze verschillende celdood modaliteiten nog zeer beperkt is tonen ze potentiele zeer belovende toepassingen in immunotherapie en diagnostiek.

Het doel in deze thesis was om ferroptose, een zeer recente maar wel efficiënte celdood modaliteit, zowel morfologisch als mechanisch te karakteriseren en dit met behulp van een nieuwe techniek - atomic force microscopie (AFM).

Tijdens ferroptose verandert de morfologie van de cellen. Daarom leek het ons logisch om deze morfologische verschillen te analyseren met de hoge resolutie van AFM. Daarnaast kregen wij ook het idee om te analyseren of deze verandering ook waarneembaar is in de mechanische eigenschappen. De uitgebreidheid van de resultaten waren boven onze verwachtingen. AFM is een onconventionele microscopie techniek waarbij informatie over het staal wordt verzameld op basis van interacties tussen een zeer fijne tip en het te onderzoeken staal. De tip zelf is vastgemaakt op een flexibele naald: de cantilever. Deze naald gedraagt zich gelijkaardig aan een veer. Een laser wordt gereflecteerd op de top van de cantilever en valt uiteindelijk in het midden van een kwadrant fotodiode. Door interacties tussen de naald en het staal buigt de cantilever en valt de laser in op een andere plaats op de fotodiode, het verschil in signaal op de fotodiode wordt door een computer omgezet tot waarden. Door de naald continu te scannen over het staal kan een topografisch beeld verkregen worden met resolutie tot in nanometer. Door kleine indentaties te maken op de oppervlakte van het staal kan men met deze techniek ook informatie krijgen over de mechanische eigenschappen van het staal.

De resultaten van deze thesis werden ingedeeld in twee delen. In het eerste deel werden cellen die ferroptotische celdood ondergingen op verschillende tijdstippen gefixeerd en topografisch gevisualiseerd. In het tweede deel werd in de cellen ferroptose geïnduceerd en werden de mechanische veranderingen opgevolgd gedurende een periode van 6 uur. Bij het morfologisch onderzoek van de ferroptotische cellen werd niet enkel een topografisch beeld verkregen maar ook kwantitatieve waarden van de cellen zoals oppervlakte, ruwheid, diameter en hoogte. Voor oppervlakte, ruwheid en diameter kon een significant verschil waargenomen worden na de inductie van celdood. Op de topografische beelden werd een beeld waargenomen dat nog niet eerder gerapporteerd werd in literatuur. Twee uur na de inductie van celdood beginnen er zich cirkelvormige uitstulpingen te vormen ter hoogte van het celmembraan (deze werden ook waargenomen tijdens live transmissie microscopie)(Figuur 1). Onze hypothese luidt dat deze uitstulpingen lekkages zijn van het cytoplasma doorheen breuken in het celmembraan, dat instabiel geworden is.

 

Tijdens het mechanisch onderzoek werden iedere 30 minuten van 10 cellen de elastische stijfheid gemeten uitgedrukt in Young’s modulus [Pa]. Voorafgaand werd eerst de elastische stijfheid van controle cellen bepaald. Waaraan vervolgens de waarden van de celdood experimenten konden vergeleken werden. Gedurende de experimenten werd ook fluorescentie microscopie gebruikt, die ik zelf toevoegde aan het AFM apparaat, om het moment waarop celdood definitief was te bevestigen (door middel van propidium jodide). Het eerste resultaat dat volgde uit deze experimenten was dat na 270 minuten de gemiddelde stijfheid van alle cellen significant lager was dan het gezonde gemiddelde. Een bijkomende, zeer interessante, observatie was dat bij 7 van de 10 onderzochte cellen een stijging in elastische stijfheid kon waargenomen worden voor de uiteindelijke daling. Dit werd waargenomen nog voor celdood kon bevestigd worden met een conventionele fluorescentie methode zoals met propidium jodide (Figuur 1).

fig1

In deze thesis werd, voor zover onze kennis strekt, voor de eerste maal AFM gebruikt om ferroptotische kanker cellen te analyseren. Hierbij werden bepaalde karakteristieken van ferroptotische celdood blootgelegd die nog nooit eerder in de literatuur vermeld waren. Aanvullend was het mogelijk om het begin van de celdood vroeger aan te tonen dan mogelijk is met fluorescentie microscopie. Deze ontdekkingen vormen interessante perspectieven in zowel industrie (screening bij drug design) als diagnostica (therapie op basis van effectiviteit therapeutisch middel).

Bibliografie

Aaes, Tania Løve, Kaczmarek, Agnieszka, Delvaeye, Tinneke, De Craene, Bram, De Koker, Stefaan, Heyndrickx, Liesbeth, Delrue, Iris, Taminau, Joachim, Wiernicki, Bartosz, De Groote, Philippe, Garg, Abhishek D., Leybaert, Luc, Grooten, Johan, Bertrand, Mathieu J. M., Agostinis, Patrizia, Berx, Geert, Declercq, Wim, … Krysko, Dmitri V. (2016). Vaccination with Necroptotic Cancer Cells Induces Efficient Anti-tumor Immunity. Cell Reports, 15(2), 274–287. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2016.03.037

Advanced Force Distance Curves. (2017). Retrieved from http://www.afmworkshop.com/afm-advanced-force-distance-curves.html

Angeli, Jose Pedro Friedmann, Shah, Ron, Pratt, Derek A. & Conrad, Marcus. (2017). Ferroptosis Inhibition: Mechanisms and Opportunities. Trends in Pharmacological Sciences, 38(5), 489–498. https://doi.org/10.1016/j.tips.2017.02.005

Berghe, Tom Vanden, Grootjans, Sasker, Goossens, Vera, Dondelinger, Yves, Krysko, Dmitri V, Takahashi, Nozomi & Vandenabeele, Peter. (2013). Determination of apoptotic and necrotic cell death in vitro and in vivo_2013_.pdf, 61, 117–129.

Binnig, G., Quate, C. F. & Gerber, Ch. (1986). Atomic Force Microscope. Physical Review Letters, 56(9), 930–933. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.56.930

Bonapace, Laura, Bornhauser, Beat C., Schmitz, Maike, Cario, Gunnar, Ziegler, Urs, Niggli, Felix K., Schäfer, Beat W., Schrappe, Martin, Stanulla, Martin & Bourquin, Jean-Pierre. (2010). Induction of autophagy-dependent necroptosis is required for childhood acute lymphoblastic leukemia cells to overcome glucocorticoid resistance. Journal of Clinical Investigation, 120(4), 1310–1323. https://doi.org/10.1172/JCI39987

Burry, Richard W. (2010). Immunocytochemistry: A practical guide for biomedical research. Immunocytochemistry: A Practical Guide for Biomedical Research, 1–223. https://doi.org/10.1007/978-1-4419-1304-3

Cappella, Brunero, & Kappl, Michael. (2005). Force measurements with the atomic force microscope : Technique , interpretation and applications, 59, 1–152. https://doi.org/10.1016/j.surfrep.2005.08.003

Chan, Francis Ka-Ming, Shisler, Joanna, Bixby, Jacqueline G., Felices, Martin, Zheng, Lixin, Appel, Michael, Orenstein, Jan, Moss, Bernard & Lenardo, Michael J. (2003). A Role for Tumor Necrosis Factor Receptor-2 and Receptor-interacting Protein in Programmed Necrosis and Antiviral Responses. Journal of Biological Chemistry, 278(51), 51613–51621. https://doi.org/10.1074/jbc.M305633200

Chen, Liangyu, Li, Xinxing, Liu, Libo, Yu, Bo, Xue, Yixue & Liu, Yunhui. (2015). Erastin sensitizes Glioblastoma cells to temozolomide by restraining xCT and cystathionine-γ-lyase function. Oncology Reports, 33(3), 1465–1474. https://doi.org/10.3892/or.2015.3712

Cho, Young Sik, Challa, Sreerupa, Moquin, David, Genga, Ryan, Ray, Tathagat Dutta, Guildford, Melissa & Chan, Francis Ka Ming. (2009). Phosphorylation-Driven Assembly of the RIP1-RIP3 Complex Regulates Programmed Necrosis and Virus-Induced Inflammation. Cell, 137(6), 1112–1123. https://doi.org/10.1016/j.cell.2009.05.037

Chowdhury, Farhan, Na, Sungsoo, Li, Dong, Poh, Yeh-Chuin, Tanaka, Tetsuya S., Wang, Fei & Wang, Ning. (2010). Material properties of the cell dictate stress-induced spreading and differentiation in embryonic stem cells. Nature Materials, 9(1), 82–88. https://doi.org/10.1038/nmat2563

Conrad, Marcus, Angeli, José Pedro Friedmann, Vandenabeele, Peter & Stockwell, Brent R. (2016). Regulated necrosis: disease relevance and therapeutic opportunities. Nature Reviews Drug Discovery, 15(5), 348–366. https://doi.org/10.1038/nrd.2015.6

Crocker, John C., & Hoffman, Brenton D. (2007). Multiple‐Particle Tracking and Two‐Point Microrheology in Cells. In Methods in cell biology (Vol. 83, pp. 141–178). https://doi.org/10.1016/S0091-679X(07)83007-X

D’Herde, Katharina, & Krysko, Dmitri V. (2017). Ferroptosis: Oxidized PEs trigger death. Nature Chemical Biology, 13(1), 4–5. https://doi.org/10.1038/nchembio.2261

Darling, Eric M., Topel, Matthew, Zauscher, Stefan, Vail, Thomas P. & Guilak, Farshid. (2008). Viscoelastic properties of human mesenchymally-derived stem cells and primary osteoblasts, chondrocytes, and adipocytes. Journal of Biomechanics, 41(2), 454–464. https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2007.06.019

Delcea, Mihaela, Schmidt, Stephan, Palankar, Raghavendra, Fernandes, Paulo A. L., Fery, Andreas, Möhwald, Helmuth & Skirtach, André G. (2010). Mechanobiology: Correlation Between Mechanical Stability of Microcapsules Studied by AFM and Impact of Cell-Induced Stresses. Small, 6(24), 2858–2862. https://doi.org/10.1002/smll.201001478

Di Carlo, Dino. (2012). A Mechanical Biomarker of Cell State in Medicine. Journal of Laboratory Automation, 17(1), 32–42. https://doi.org/10.1177/2211068211431630

Dixon, Scott J. (2017). Ferroptosis: bug or feature? Immunological Reviews, 277(1), 150–157. https://doi.org/10.1111/imr.12533

Dixon, Scott J., Lemberg, Kathryn M., Lamprecht, Michael R., Skouta, Rachid, Zaitsev, Eleina M., Gleason, Caroline E., Patel, Darpan N., Bauer, Andras J., Cantley, Alexandra M., Yang, Wan Seok, Morrison, Barclay & Stockwell, Brent R. (2012). Ferroptosis: An iron-dependent form of nonapoptotic cell death. Cell, 149(5), 1060–1072. https://doi.org/10.1016/j.cell.2012.03.042

Dixon, Scott J., Winter, Georg E., Musavi, Leila S., Lee, Eric D., Snijder, Berend, Rebsamen, Manuele, Superti-Furga, Giulio & Stockwell, Brent R. (2015). Human haploid cell genetics reveals roles for lipid metabolism genes in non- apoptotic cell death. ACS Chemical Biology, 10(7), 1604–1609. https://doi.org/10.1021/acschembio.5b00245

Dondelinger, Yves, Declercq, Wim, Montessuit, Sylvie, Roelandt, Ria, Goncalves, Amanda, Bruggeman, Inge, Hulpiau, Paco, Weber, Kathrin, Sehon, Clark A., Marquis, Robert W., Bertin, John, Gough, Peter J., Savvides, Savvas, Martinou, Jean Claude, Bertrand, Mathieu J. M. & Vandenabeele, Peter. (2014). MLKL Compromises Plasma Membrane Integrity by Binding to Phosphatidylinositol Phosphates. Cell Reports, 7(4), 971–981. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2014.04.026

Drummen, Gregor P. .., Van Liebergen, Lydia C. M., Op den Kamp, Jos A. .. & Post, Jan A. (2002). C11-BODIPY581/591, an oxidation-sensitive fluorescent lipid peroxidation probe: (Micro)spectroscopic characterization and validation of methodology. Free Radical Biology and Medicine, 33(4), 473–490. https://doi.org/10.1016/S0891-5849(02)00848-1

Duprez, Linde, Bertrand, Mathieu J. M., Vanden Berghe, Tom, Dondelinger, Yves, Festjens, Nele & Vandenabeele, Peter. (2012). Intermediate domain of receptor-interacting protein kinase 1 (RIPK1) determines switch between necroptosis and RIPK1 kinase-dependent apoptosis. The Journal of Biological Chemistry, 287(18), 14863–72. https://doi.org/10.1074/jbc.M111.288670

Elmore, Susan. (2007, June 25). Apoptosis: A Review of Programmed Cell Death. Toxicologic Pathology. https://doi.org/10.1080/01926230701320337

Favaloro, Bartolo, Allocati, Nerino, Graziano, Vincenzo, Di Ilio, Carmine & De Laurenzi, Vincenzo. (2012). Role of apoptosis in disease. Aging, 4(5), 330–49. https://doi.org/10.18632/aging.100459

Fernandes, Paulo A. L., Delcea, Mihaela, Skirtach, Andre G., Möhwald, Helmuth & Fery, Andreas. (2010). Quantification of release from microcapsules upon mechanical deformation with AFM. Soft Matter, 6(9), 1879. https://doi.org/10.1039/c002564j

Fletcher, Daniel A., & Mullins, R. Dyche. (2010). Cell mechanics and the cytoskeleton. Nature, 463(7280), 485–92. https://doi.org/10.1038/nature08908

Franz, C. M., & Puech, P. H. (2008). Atomic Force Microscopy: A Versatile Tool for Studying Cell Morphology, Adhesion and Mechanics. Cellular and Molecular Bioengineering, 1(4), 289–300. https://doi.org/10.1007/s12195-008-0037-3

Fulda, Simone, & Debatin, Klaus-Michael. (2004). Targeting Apoptosis Pathways in Cancer Therapy. Current Cancer Drug Targets, 4(7), 569–576. https://doi.org/10.2174/1568009043332763

Galluzzi, Lorenzo, & Vitale, Ilio. (2018). Molecular mechanisms of cell death: recommendations of the Nomenclature Committee on Cell Death 2018. Cell Death & Differentiation, 25(3), 486–541. https://doi.org/10.1038/s41418-017-0012-4

Garrido, C., Ottavi, P., Fromentin, A., Hammann, A., Arrigo, A. P., Chauffert, B. & Mehlen, P. (1997). HSP27 as a mediator of confluence-dependent resistance to cell death induced by anticancer drugs. Cancer Research, 57(13), 2661–7. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9205074

Gavara, Núria. (2017). A beginner’s guide to atomic force microscopy probing for cell mechanics. Microscopy Research and Technique. https://doi.org/10.1002/jemt.22776

Geng, Yong-Jian, Azuma, Toshifumi, Tang, Jay X., Hartwig, John H., Muszynski, Maria, Wu, Qi, Libby, Peter & Kwiatkowski, David J. (1998). Caspase-3-induced gelsolin fragmentation contributes to actin cytoskeletal collapse, nucleolysis, and apoptosis of vascular smooth muscle cells exposed to proinflammatory cytokines. European Journal of Cell Biology, 77(4), 294–302. https://doi.org/10.1016/S0171-9335(98)80088-5

Grootjans, Sasker, Hassannia, Behrouz, Delrue, Iris, Goossens, Vera, Wiernicki, Bartosz, Dondelinger, Yves, Bertrand, Mathieu J. M., Krysko, Dmitri V., Vuylsteke, Marnik, Vandenabeele, Peter & Berghe, Tom Vanden. (2016). A real-time fluorometric method for the simultaneous detection of cell death type and rate. Nature Protocols, 11(8), 1444–1454. https://doi.org/10.1038/nprot.2016.085

 

Guck, Jochen, Schinkinger, Stefan, Lincoln, Bryan, Wottawah, Falk, Ebert, Susanne, Romeyke, Maren, Lenz, Dominik, Erickson, Harold M., Ananthakrishnan, Revathi, Mitchell, Daniel, Käs, Josef, Ulvick, Sydney & Bilby, Curt. (2005). Optical deformability as an inherent cell marker for testing malignant transformation and metastatic competence. Biophysical Journal, 88(5), 3689–98. https://doi.org/10.1529/biophysj.104.045476

Hanahan, Douglas, & Weinberg, Robert A. (2011, March 4). Hallmarks of cancer: The next generation. Cell. Elsevier. https://doi.org/10.1016/j.cell.2011.02.013

He, Sudan, Huang, Song & Shen, Zhirong. (2016). Biomarkers for the detection of necroptosis. Cellular and Molecular Life Sciences. https://doi.org/10.1007/s00018-016-2192-3

Hoh, J. H., & Schoenenberger, C. a. (1994). Surface morphology and mechanical properties of MDCK monolayers by atomic force microscopy. Journal of Cell Science, 107 ( Pt 5(1994), 1105–1114. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7929621

Holohan, Caitriona, Van Schaeybroeck, Sandra, Longley, Daniel B. & Johnston, Patrick G. (2013). Cancer drug resistance: an evolving paradigm. Nature Reviews Cancer, 13(10), 714–726. https://doi.org/10.1038/nrc3599

Huang, C. Y., Kuo, W. T., Huang, Y. C., Lee, T. C. & Yu, L. C. H. (2013). Resistance to hypoxia-induced necroptosis is conferred by glycolytic pyruvate scavenging of mitochondrial superoxide in colorectal cancer cells. Cell Death and Disease, 4(5), e622. https://doi.org/10.1038/cddis.2013.149

JPK Instruments Ag. (2012). Jpk data processing.

JPK Instruments Ag. (2016). NanoWizard AFM Handbook, 1–64.

Kaczmarek, Agnieszka, Vandenabeele, Peter & Krysko, Dmitri V. (2013). Necroptosis: The Release of Damage-Associated Molecular Patterns and Its Physiological Relevance. Immunity, 38(2), 209–223. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2013.02.003

Kasza, Karen E., Vader, David, Köster, Sarah, Wang, Ning & Weitz, David A. (2011). Magnetic twisting cytometry. Cold Spring Harbor Protocols, 2011(4), pdb.prot5599. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21460048

Kaufmann, Scott H., Lee, Sun-Hee, Meng, X. Wei, Loegering, David A., Kottke, Timothy J., Henzing, Alexander J., Ruchaud, Sandrine, Samejima, Kumiko & Earnshaw, William C. (2008). Apoptosis-associated caspase activation assays. Methods, 44(3), 262–272. https://doi.org/10.1016/j.ymeth.2007.11.005

Kerr, J. F., Wyllie, A. H. & Currie, A. R. (1972). Apoptosis: a basic biological phenomenon with wide-ranging implications in tissue kinetics. British Journal of Cancer, 26(4), 239–57. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/4561027

Kim, Kyung Sook, Cho, Chang Hoon, Park, Eun Kuk, Jung, Min-hyung & Yoon, Kyung-sik. (2012). AFM-Detected Apoptotic Changes in Morphology and Biophysical Property Caused by Paclitaxel in Ishikawa and HeLa Cells, 7(1). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0030066

 

Kono, Hajime, & Rock, Kenneth L. (2008). How dying cells alert the immune system to danger. Nature Reviews. Immunology, 8(4), 279–89. https://doi.org/10.1038/nri2215

Krysko, Olga, Aaes, Tania Løve, Kagan, Valerian E., D’Herde, Katharina, Bachert, Claus, Leybaert, Luc, Vandenabeele, Peter & Krysko, Dmitri V. (2017). Necroptotic cell death in anti-cancer therapy. Immunological Reviews, 280(1), 207–219. https://doi.org/10.1111/imr.12583

Krysko, Dmitri V., Denecker, G., Festjens, N., Gabriels, S., Parthoens, E., D’Herde, K. & Vandenabeele, P. (2006). Macrophages use different internalization mechanisms to clear apoptotic and necrotic cells. Cell Death and Differentiation, 13(12), 2011–2022. https://doi.org/10.1038/sj.cdd.4401900

Krysko, Dmitri V., Vanden Berghe, Tom, D’Herde, Katharina & Vandenabeele, Peter. (2008). Apoptosis and necrosis: Detection, discrimination and phagocytosis. Methods, 44(3), 205–221. https://doi.org/10.1016/j.ymeth.2007.12.001

Krysko, Dmitri V, D’Herde, Katharina & Vandenabeele, Peter. (2006, October 24). Clearance of apoptotic and necrotic cells and its immunological consequences. Apoptosis. https://doi.org/10.1007/s10495-006-9527-8

Latunde-Dada, Gladys O. (2017). Ferroptosis: Role of lipid peroxidation, iron and ferritinophagy. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects, 1861(8), 1893–1900. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2017.05.019

Leibovitz, Albert. (1963). The Growth and Maintenance of Tissue-Cell Cultures in Free Gas Exchange With the Atmosphere. American Journal of Hygiene, 78, 173–180. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.aje.a120336

Li, Mi, Liu, LianQing, Xi, Ning, Wang, YueChao, Dong, ZaiLi, Xiao, XiuBin & Zhang, WeiJing. (2012). Atomic force microscopy imaging and mechanical properties measurement of red blood cells and aggressive cancer cells. Science China Life Sciences, 55(11), 968–973. https://doi.org/10.1007/s11427-012-4399-3

Linkermann, Andreas. (2014). Necroptosis. N Engl J Med., 370(5), 455–465. https://doi.org/10.1056/NEJMra1310050.Necroptosis

Lockshin, Richard A., & Williams, Carroll M. (1964). Programmed cell death-II. Endocrine potentiation of the breakdown of the intersegmental muscles of silkmoths. Journal of Insect Physiology, 10(4), 643–649. https://doi.org/10.1016/0022-1910(64)90034-4

Lockshin, Richard A., & Williams, Carroll M. (1965). Programmed Cell Death--I. Cytology of Degeneration in the Intersegmental Muscles of the Pernyi Silkmoth. Journal of Insect Physiology, 11(2), 123–133. https://doi.org/10.1016/0022-1910(65)90099-5

Majno, G., & Joris, I. (1995). Apoptosis, oncosis, and necrosis. An overview of cell death. The American Journal of Pathology, 146(1), 3–15. https://doi.org/7856735

McIlwain, David R., Berger, Thorsten & Mak, Tak W. (2013). Caspase functions in cell death and disease. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 5(4), 1–28. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a008656

 

Moreno-Gonzalez, Gabriel, Vandenabeele, Peter & Krysko, Dmitri V. (2016). Necroptosis: A novel cell death modality and its potential relevance for critical care medicine. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 194(4), 415–428. https://doi.org/10.1164/rccm.201510-2106CI

Moriwaki, K., Bertin, J., Gough, P. J., Orlowski, G. M. & Chan, F. KM. (2015). Differential roles of RIPK1 and RIPK3 in TNF-induced necroptosis and chemotherapeutic agent-induced cell death. Cell Death and Disease, 6(2), e1636. https://doi.org/10.1038/cddis.2015.16

Nanowizard, The. (2017). Attaching microspheres to cantilevers using the NanoWizard ® Life Science stage and AFM head Microsphere cantilever tips. Science, 1–8. Retrieved from https://www.jpk.com/app-technotes-img/AFM/pdf/jpk-tech-spheres-on-tip.1…

Nestal de Moraes, Gabriela, Carvalho, Érika, Maia, Raquel C. & Sternberg, Cinthya. (2011). Immunodetection of caspase-3 by Western blot using glutaraldehyde. Analytical Biochemistry, 415(2), 203–205. https://doi.org/10.1016/j.ab.2011.04.032

Nikolaev, Nikolay I., Mueller, Torsten, Williams, David J. & Liu, Yang. (2014). Changes in the stiffness of human mesenchymal stem cells with the progress of cell death as measured by atomic force microscopy. Journal of Biomechanics, 47(3), 625–630. https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2013.12.004

Oh, Myung-Jin, Kuhr, Frank, Byfield, Fitzroy & Levitan, Irena. (2012). Micropipette Aspiration of Substrate-attached Cells to Estimate Cell Stiffness. Journal of Visualized Experiments, (67). https://doi.org/10.3791/3886

Oliver Metzig, M., Fuchs, D., Tagscherer, K. E., Gröne, H. J., Schirmacher, P. & Roth, W. (2016). Inhibition of caspases primes colon cancer cells for 5-fluorouracil-induced TNF-α-dependent necroptosis driven by RIP1 kinase and NF-κB. Oncogene, 35(26), 3399–3409. https://doi.org/10.1038/onc.2015.398

Pajerowski, J. David, Dahl, Kris Noel, Zhong, Franklin L., Sammak, Paul J. & Discher, Dennis E. (2007). Physical plasticity of the nucleus in stem cell differentiation. Proceedings of the National Academy of Sciences, 104(40), 15619–15624. https://doi.org/10.1073/pnas.0702576104

Pelling, Andrew E., Veraitch, Farlan S., Chu, Carol Pui-kei, Mason, Chris & Horton, Michael A. (2009). Mechanical Dynamics of Single Cells During Early Apoptosis, 422, 409–422. https://doi.org/10.1002/cm.20391

Pöschl, J. M. B., Ruef, P. & Linderkamp, O. (2005). Deformability of passive and activated neutrophils in children with Gram‐negative septicemia. Scandinavian Journal of Clinical and Laboratory Investigation, 65(4), 333–340. https://doi.org/10.1080/00365510510013884

Reed, J. C. (1997). Bcl-2 family proteins: regulators of apoptosis and chemoresistance in hematologic malignancies. Seminars in Hematology, 34(4 Suppl 5), 9–19. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9408956

Saelens, Xavier, Festjens, Nele, Vande Walle, Lieselotte, Van Gurp, Maria, Van Loo, Geert & Vandenabeele, Peter. (2004, April 12). Toxic proteins released from mitochondria in cell death. Oncogene. https://doi.org/10.1038/sj.onc.1207523

Sawai, Hirofumi, & Domae, Naochika. (2011). Discrimination between primary necrosis and apoptosis by necrostatin-1 in Annexin V-positive/propidium iodide-negative cells. Biochemical and Biophysical Research Communications, 411(3), 569–573. https://doi.org/10.1016/J.BBRC.2011.06.186

Sborgi, Lorenzo, Rühl, Sebastian, Mulvihill, Estefania, Pipercevic, Joka, Heilig, Rosalie, Stahlberg, Henning, Farady, Christopher J., Müller, Daniel J., Broz, Petr & Hiller, Sebastian. (2016). GSDMD membrane pore formation constitutes the mechanism of pyroptotic cell death. The EMBO Journal, 35(16), 1766–78. https://doi.org/10.15252/embj.201694696

Schneider, P., & Tschopp, J. (2000). Apoptosis induced by death receptors. Pharmaceutica Acta Helvetiae, 74(2–3), 281–6. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10812970

Segawa, Katsumori, & Nagata, Shigekazu. (2015). An Apoptotic ‘Eat Me’ Signal: Phosphatidylserine Exposure. Trends in Cell Biology, 25(11), 639–650. https://doi.org/10.1016/J.TCB.2015.08.003

Silke, J., & Brink, R. (2010). Regulation of TNFRSF and innate immune signalling complexes by TRAFs and cIAPs. Cell Death and Differentiation, 17(1), 35–45. https://doi.org/10.1038/cdd.2009.114

Stockwell, Brent R., Friedmann Angeli, José Pedro, Bayir, Hülya, Bush, Ashley I., Conrad, Marcus, Dixon, Scott J., Fulda, Simone, Gascón, Sergio, Hatzios, Stavroula K., Kagan, Valerian E., Noel, Kay, Jiang, Xuejun, Linkermann, Andreas, Murphy, Maureen E., Overholtzer, Michael, Oyagi, Atsushi, Pagnussat, Gabriela C., … Zhang, Donna D. (2017, October 5). Ferroptosis: A Regulated Cell Death Nexus Linking Metabolism, Redox Biology, and Disease. Cell. https://doi.org/10.1016/j.cell.2017.09.021

Su, Z., Yang, Z., Xie, L., DeWitt, J. P. & Chen, Y. (2016). Cancer therapy in the necroptosis era. Cell Death and Differentiation, 23(5), 748–756. https://doi.org/10.1038/cdd.2016.8

Sudakin, Valery, & Yen, Timothy J. (2007). Targeting Mitosis for Anti-Cancer Therapy. BioDrugs, 21(4), 225–233. https://doi.org/10.2165/00063030-200721040-00003

Theodoropoulos, P. A., Polioudaki, H., Kostaki, O., Derdas, S. P., Georgoulias, V., Dargemont, C. & Georgatos, S. D. (1999). Taxol affects nuclear lamina and pore complex organization and inhibits import of karyophilic proteins into the cell nucleus. Cancer Research, 59(18), 4625–33. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10493517

Thomas, Gawain, Burnham, Nancy A., Camesano, Terri Anne & Wen, Qi. (2013). Measuring the Mechanical Properties of Living Cells Using Atomic Force Microscopy, (June), 1–8. https://doi.org/10.3791/50497

Vercammen, D., Vandenabeele, P., Beyaert, R., Declercq, W. & Fiers, W. (1997). Tumour necrosis factor-induced necrosis versus anti-Fas-induced apoptosis in L929 cells. Cytokine, 9(11), 801–808. https://doi.org/10.1006/cyto.1997.0252

Wang, Hao, An, Peng, Xie, Enjun, Wu, Qian, Fang, Xuexian, Gao, Hong, Zhang, Zhuzhen, Li, Yuzhu, Wang, Xudong, Zhang, Jiaying, Li, Guoli, Yang, Lei, Liu, Wei, Min, Junxia & Wang, Fudi. (2017). Characterization of ferroptosis in murine models of hemochromatosis. Hepatology, 66(2), 449–465. https://doi.org/10.1002/hep.29117

Wang, Xiao-Ping, Chen, Tong-Sheng, Sun, Lei, Cai, Ji-Ye, Wu, Ming-Qian & Mok, Martin. (2008). Live morphological analysis of taxol-induced cytoplasmic vacuoliazation in human lung adenocarcinoma cells. Micron, 39(8), 1216–1221. https://doi.org/10.1016/J.MICRON.2008.04.007

Wong, Rebecca SY. (2011). Apoptosis in cancer: from pathogenesis to treatment. Journal of Experimental & Clinical Cancer Research, 30(1), 87. https://doi.org/10.1186/1756-9966-30-87

Worthen, G. S., Schwab, B., Elson, E. L. & Downey, G. P. (1989). Mechanics of stimulated neutrophils: cell stiffening induces retention in capillaries. Science (New York, N.Y.), 245(4914), 183–6. https://doi.org/10.1126/SCIENCE.2749255

Wu, H. W., Kuhn, T. & Moy, V. T. (1998). Mechanical properties of L929 cells measured by atomic force microscopy: effects of anticytoskeletal drugs and membrane crosslinking. Scanning, 20(5), 389–97. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9737018

Xie, Y., Hou, W., Song, X., Yu, Y., Huang, J., Sun, X., Kang, R. & Tang, D. (2016). Ferroptosis: process and function. Cell Death and Differentiation, 23(3), 369–379. https://doi.org/10.1038/cdd.2015.158

Yang, Wan Seok, Sriramaratnam, Rohitha, Welsch, Matthew E., Shimada, Kenichi, Skouta, Rachid, Viswanathan, Vasanthi S., Cheah, Jaime H., Clemons, Paul A., Shamji, Alykhan F., Clish, Clary B., Brown, Lewis M., Girotti, Albert W., Cornish, Virginia W., Schreiber, Stuart L. & Stockwell, Brent R. (2014). Regulation of ferroptotic cancer cell death by GPX4. Cell, 156(1–2), 317–331. https://doi.org/10.1016/j.cell.2013.12.010

Yang, Wan Seok, & Stockwell, Brent R. (2016, March 1). Ferroptosis: Death by Lipid Peroxidation. Trends in Cell Biology. Elsevier Current Trends. https://doi.org/10.1016/j.tcb.2015.10.014

Yu, Yan, Xie, Yangchun, Cao, Lizhi, Yang, Liangchun, Yang, Minghua, Lotze, Michael T., Zeh, Herbert J., Kang, Rui & Tang, Daolin. (2015). The ferroptosis inducer erastin enhances sensitivity of acute myeloid leukemia cells to chemotherapeutic agents. Molecular & Cellular Oncology, 2(4), e1054549. https://doi.org/10.1080/23723556.2015.1054549

Zhou, Jun, & Giannakakou, Paraskevi. (2005). Targeting microtubules for cancer chemotherapy. Current Medicinal Chemistry. Anti-Cancer Agents, 5(1), 65–71. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15720262

Zhou, Wen, & Yuan, Junying. (2014). Necroptosis in health and diseases. Seminars in Cell & Developmental Biology, 35. https://doi.org/10.1016/j.semcdb.2014.07.013

Universiteit of Hogeschool
Master in de bioingenieurswetenschappen: cel- en genbiotechnologie
Publicatiejaar
2018
Promotor(en)
Prof. Dr. Andre Skirtach, Prof Dr. Dmitri Krysko
Kernwoorden