Die Regulation von DNA-Reparaturmechanismen unter der Kontrolle von GSK3ß in der Pankreaskarzinomtherapie

 

Einleitung:

Das duktale Adenokarzinom (PDAC) hat durch seine große genetische Instabilität und Heterogenität eine der schlechtesten Überlebensraten. Studien zeigen ein großes Potential subtypenspezifischer Behandlungen, basierend auf dem Mutations- und Expressionsprofil unterschiedlicher Gene/Proteine. Deren Deregulation hat großen Einfluss auf die Aggressivität, Plastizität, Metastasierung und Therapieresistenz. Hierbei konnten wir die Glycogensynthasekinase 3 beta (GSK3ß) identifizieren, welche in aggressiven PDAC stark exprimiert ist.

Ziele:

Der Fokus dieser Arbeit liegt in der Analyse der Rolle von GSK3ß auf die Genregulation und dessen Einfluss auf die Regulation von DNA-Reparaturmechanismen. Von speziellem Interesse ist dabei die Rolle der Interaktion und Regulation von epigenetischen Regulatoren zu analysieren.

Methodik:

Versuche wurden in murinen und humanen PDAC- sowie PDX-Zellen durchgeführt, gefolgt von Überexpression, Inhibition, Knock-down und Behandlung mit Chemotherapie. Für in vivo Versuche wurden murine Zellen orthotop transplantiert und anschließend behandelt. Der Einfluss der Behandlung wurde mittels Co-Immunpräzipitation, Western-Blot, qRT-PCR, IF, IHC sowie MTT analysiert.

Ergebnis:

Unsere Analysen zeigen eine Komplexbildung zwischen GSK3ß und KDM 5B. Die Inhibition von GSK3ß führt zu einer Verringerung der Proteinlevel von KDM 5B, einhergehend mit einem Anstieg der H3K4-Trimethylierung. Zusätzlich können wir zeigen, dass die Inhibition zu einer Verstärkung von DNA-Schäden unter Platin basierter Therapie führt. Interessanterweise konnten in vivo und in vitro Versuche einen Anstieg dieser beiden Proteine unter Platin Therapie zeigen. Insbesondere führt die Überexpression von GSK3ß zu einer Verringerung von DNA-Schäden unter Platin Behandlung.

Schlussfolgerung:

Wir konnten zeigen, dass GSK3ß mit KDM 5B interagiert, ein Protein, das in anderen Tumoridentitäten mit einem reduzierten Überleben, Therapieresistenz und DNA-Reparatur assoziiert wurde. Damit einhergehend können wir durch die Inhibition von GSK3ß in vitro ein besseres Ansprechen auf Platin basierte Therapie zeigen. Weitere Studien sollen diesen Mechanismus weiter aufklären, um eine zielgerichtete Inhibition für ein effektives Ansprechen auf Chemotherapie nutzen zu können.