Untersuchung eines Aggregons im Wnt-Signalweg-Regulator Conductin/Axin2 als Angriffspunkt für die Krebstherapie

• Antragsteller: Dr. Dominic Bernkopf
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie ; Strukturbiologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 456050310

Conductin/Axin2 ist ein negativer Rückkoppelungsregulator des onkogenen Wnt/beta-catenin-Signalwegs. Obwohl Conductin im Darmkrebs aufgrund der pathogenen Hyperaktivität des Wnt-Signalwegs stark exprimiert ist, kann es die Aktivität des Signalwegs hier nicht kontrollieren und die Krebsentstehung nicht verhindern. Vor Kurzem habe ich ein Aggregon in der RGS Domäne von Conductin entdeckt, das die Aktivität von Conductin hemmt indem es dessen Polymerisierung verhindert. Die gezielte Inhibition dieses Aggregons durch ein synthetisches Peptid (p182-195-R9) fördert die Polymerisierung von Conductin, inhibiert den Wnt-Signalweg und hemmt das Wachstum von Darmkrebszellen in vitro. Durch diese Steigerung der Conductin Aktivität mittels p182-195-R9 könnten die hohen Expressionslevel von Conductin im Darmkrebs womöglich gezielt für die Therapie ausgenutzt werden.Im Rahmen dieses Förderantrags möchte ich untersuchen inwieweit p182-195-R9 das Wachstum von Darmkrebs in vivo in Mausmodellen hemmt. Darüber hinaus sollen die Auswirkungen der p182-195-R9 Behandlung auf die Selbsterneuerung und Differenzierung von Krebsstammzellen und intestinalen Stammzellen in 3D Organoidkulturen analysiert werden. Für tiefere mechanistische Einblicke in die Aggregation und ihre Hemmung wollen wir die Röntgenstrahl-Kristallstruktur der Conductin RGS Domäne alleine und im Komplex mit p182-195-R9 bestimmen. Untersuchungen zur Conductin Polymerisierung aus Perspektive der Kondensation von Biomolekülen (ein Vorgang bei dem durch Flüssig-Flüssig-Phasentrennung membranlose Organelle entstehen) könnten enthüllen, wie das Aggregon die Polymerisierung von Conductin beeinträchtigt. Des Weiteren werden wir Bibliotheken von klinisch zugelassenen Wirkstoffen und Wirkstoff-ähnlichen Substanzen screenen, um niedermolekulare Inhibitoren des Aggregons zu identifizieren, die in Zukunft als p182-195-R9 Alternativen eigesetzt werden können. Als letzten, aber wichtigen Punkt wollen wir in einem siRNA-basierten Screen Interaktionspartner von Conductin finden, die den Wnt-Signalweg physiologisch über das Aggregon regulieren.Zusammenfassend zielt diese Studie darauf ab den Aggregationsmechanismus zu verstehen und wie das Aggregon die Polymerisierung von Conductin verhindert, p182-195-R9 als Hilfsmittel zur Untersuchung des Wnt-Signalwegs zu charakterisieren, und das Potential dieses Peptides für die Krebstherapie zu erkunden. Darüber hinaus wird die Identifizierung von Conductin-Interaktionspartnern, die auf das Aggregon einwirken, neue Aspekte der Regulation des Wnt-Signalwegs zeigen und dabei möglicherweise auch unerwartete Verbindungen mit anderen Signalwegen enthüllen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen