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Projekt
Ubiquitin abhängige Regulation von DNA Damage-induzierter Apoptose und Bedeutung für die Chemoresistenz refraktärer CLL
Antragsteller
Professor Dr. Thorsten Hoppe; Professor Dr. Hamid Kashkar
Fachliche Zuordnung
Hämatologie, Onkologie
Immunologie
Immunologie
Förderung
Förderung von 2013 bis 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 226262100
Die zelluläre DDR, u. a. DNA Damage induzierte Apoptose (DDIA), ist durch transkriptionelle und posttranslationale Mechanismen gesteuert. Das Ziel dieses Projektes ist, die Rolle der Ubiquitinmodifikation in der Regulation der DDIA in refraktären CLL Patienten zu untersuchen. Insbesondere wird dabei die Ubiquitinierung des proapoptotischen BH3-only Proteins NOXA sowie dessen spezifischem, antiapoptotischen Bindungspartner MCL1 in chemoresistenten CLL Patienten eingehend erforscht. Die Antragsteller haben kürzlich gezeigt, dass verstärkte Ubiquitinierung und proteasomaler Abbau von NOXA in Tumorzellen zur Resistenz gegenüber Chemotherapie beitragen. Um die Signalwege, die die Ubiquitinierung von Noxa regulieren zu ermitteln, wurden verschiedene high-through-put Analysen wie Ub-PS Microarray, E3-Ligase high-content microarray, und RNAi-basierte in vivo screens durchgeführt. Diese Analysen identifizierten wichtige Ub-Enzyme und Kofaktoren, die die Stabilität und die Funktion von Noxa kontrollieren. Folglich wurde die Ubiquitin C-terminale Hydrolase-L1 (UCH-L1) als NOXA-spezifische Deubiquitylase (DUB) identifiziert, dessen Expression in einer großen Anzahl von Tumoren (auch in CLL) epigenetisch unterdrückt wird. Diese Regulation ist hochkonserviert und existiert unter anderem im Fadenwurm Caenorhabditis elegans und sie eröffnet neuartige Therapieansätze in der Behandlung chemoresistenter Tumore. Die Ubiquitinierung von Noxa beeinflusst nicht nur die Stabilität sondern auch die Funktion von Noxa. Es konnte eine bisher unbekannte Rolle von Noxa in zellulären Stressantworten und Sekretion von entzündlichen Zytokinen nach DNA-Schädigung gezeigt werden. DNA-Schäden vermitteln entweder Noxa Degradation über Lysin 48 Verknüpfung (K48 Ub-Ketten) oder die Assoziation von Noxa mit sekretorischen Vesikeln über atypische Ub-Ketten. Die high-through-put Analysen führten auch zur Identifizierung der E3 Ligasen CHIP und CARP1. Die vorliegenden biochemischen Analysen zeigen, dass sowohl CHIP als auch CARP1 Noxa direkt ubiquitinieren können. Im vorliegenden Vorhaben soll die Bedeutung der Noxa-Ubiquitinierung für DDIA und CLL Chemo-resistenz untersucht werden. Basierend auf molekularen Erkenntnissen werden therapeutische Strategien für die Behandlung chemo-resistenter CLL Patienten entwickelt, die auf die dynamische Regulation von NOXA und MCL1 abzielen. Folgende Schwerpunkte sind geplant. 1) Charakterisierung der Rolle von CHIP und CARP1 in DDIA und CLL Chemo-resistenz. 2) Regulation der Noxa-Ubiquitinierung nach DNA-Schädigung. 3) Die physiologische Bedeutung der Noxa-Ubiquitinierung für die CLL Pathogenese. 4) Therapeutische Ansätze zur Manipulation der Noxa-Ubiquitinierung in CLL. Die detaillierte Identifizierung und Charakterisierung neuer Faktoren, die Noxa Stabilität/Aktivität, DDIA und somit die Effektivität von Chemotherapien beeinflussen würden neue CLL spezifische Therapieansätze ermöglichen.
DFG-Verfahren
Klinische Forschungsgruppen
