TY  - THES
T1  - Identifizierung von Zielmolekülen für die innovative Therapie pleuraler Mesotheliome : Untersuchung von Tyrosinkinasen sowie Komponenten der NF2/mTOR- und p14/p16-Signalwege
A1  - Mönch,Dina
Y1  - 2020/11/03
N2  - Pleurale Mesotheliome (MPM) sind diffus wachsende Tumore der Pleura, die in 90% der Fälle auf eine Asbestexposition zurückgeführt werden können. Die Diagnosestellung erfolgt meist spät, wenn eine chirurgische Resektion mit kurativer Intention nicht mehr in Frage kommt. Weil Pleuramesotheliome zudem überwiegend resistent gegenüber Strahlentherapie und Chemotherapeutika sind, zählen sie zu den besonders schwer behandelbaren Tumoren, bei denen weniger als 5% der Patienten länger als fünf Jahre überleben. Die zielgerichtete Therapie, die auf der Inhibierung aberrant aktivierter Moleküle durch spezifische Inhibitoren beruht, stellt eine vielversprechende Behandlungsstrategie dar. In präklinischen Studien konnten spezifische Inhibitoren von mTOR oder einzelnen Kinasen das Wachstum von Mesotheliomzellen hemmen, allerdings war keiner der Inhibitoren in klinischen Studien als Monotherapie effizient genug. 
Das Ziel dieser Arbeit bestand darin, neue Zielmoleküle für eine gerichtete Therapie des pleuralen Mesothelioms zu identifizieren. Dabei sollten insbesondere Tyrosinkinasen und Komponenten des p14/p16- und NF2/mTOR-Signalwegs und die Effekte einer simultanen Inhibierung untersucht werden. Im Fokus standen Moleküle, die als Teil dieser Signalwege auch in anderen Tumorentitäten aktiv sind und für die deshalb spezifische Inhibitoren verfügbar sind. Das erste Teilprojekt sollte die Frage beantworten, ob die Hemmung der Tyrosinkinase ALK mittels Crizotinib allein oder in Kombination mit dem mTOR-Inhibitor Rapamycin das Wachstum von MPM-Tumoren effizient hemmen kann. Dazu wurde eine in vivo-Therapiestudie mit einem Mesotheliom-PDX-Modell, welches ALK und mTOR koexprimierte, durchgeführt. Crizotinib allein war nicht wirksam, verstärkte jedoch die therapeutische Wirkung von Rapamycin und induzierte - erstmalig nachgewiesen - eine Verringerung des Tumorvolumens in einem MPM-Xenograft-Modell. Die simultane Inhibierung von mTOR und ALK supprimierte nicht nur die mTORC1- und ALK-Signaltransduktion, sondern auch die durch Rapamycin induzierte AKT-Aktivierung. Die Kombinationstherapie inhibierte die Tumorzellproliferation und induzierte Autophagie. Apoptose wurde nicht induziert, jedoch ein Caspase-unabhängiger, nekrotischer Zelltod. Auch wenn nur 5% der MPM-Patiententumore ALK und mTOR gleichzeitig exprimieren, konnte diese Studie zeigen, dass es prinzipiell möglich ist, Mesotheliome durch eine geeignete Kombinationstherapie effizient zu therapieren. 
Im zweiten Projekt wurde erstmals die Eignung des p14/p16-regulierten Transkriptionsfaktors BMI1 als Zielmolekül für die Therapie von MPM untersucht. Eine erhöhte BMI1-Transkriptexpression wurde in 81,3% der MPM-Patiententumore nachgewiesen, eine Koexpression mit mTOR – Voraussetzung für eine Kombinationstherapie – in 25% der untersuchten Fälle. In vitro-Therapieversuche mit dem BMI1-Inhibitor PTC-209 und den mTOR-Inhibitoren INK-128 und BEZ235 an MPM-Zelllinien ergaben, dass die Einzeltherapie mit den mTOR-Inhibitoren sowie PTC-209 in allen Zelllinien zu einer dosisabhängigen Reduzierung der viablen Zellen führte. Die kombinierte Therapie mit mTOR-Inhibitoren und BMI1-Inhibitor verstärkte den therapeutischen Effekt um das 2fache (BEZ235) bzw. 10fache (INK-128), verglichen mit der PTC-209 Monotherapie. Die Hemmung von BMI1 – insbesondere in Kombination mit einem Inhibitor des PI3K/mTOR-Signalweges – stellt somit einen attraktiven Ansatz für eine zielgerichtete Therapie des MPM dar.
In einem dritten Teilprojekt sollten neue Zielmoleküle für eine gerichtete Therapie durch eine genomweite, arraybasierte CNV-Analyse an MPM-Patiententumoren identifiziert werden. Dadurch wurden signifikante, bisher nicht für MPM beschriebene genomische Zugewinne, unter anderem auf 9p22.2, 13q34 und Chromosom 19 (19p13.3, 19p13.11 und 19q13.2), identifiziert. Die Verifizierung der kritischen Regionen erfolgte mittels qPCR und FISH. Durch die Reanalyse zweier bereits publizierter Datensätze war es möglich, genomische Daten von insgesamt 182 MPM-Tumoren zu analysieren. Mit dieser Herangehensweise wurden mehrere kritische genomische Regionen mit potentiellen Zielgenen identifiziert, darunter die onkogenen Kinasen AKT1, AKT2, MAP3K10 und PTK2. Für AKT2 und MAP3K10 wurde im Rahmen dieser Studie eine erhöhte Genexpression in MPM-Tumoren nachgewiesen. Insbesondere die AKT-Isoformen AKT1 und AKT2 stellen Targets mit großem therapeutischen Potential dar, weil mit dem pan-AKT-Inhibitor Ipatasertib ein Therapeutikum zur Verfügung steht, das aktuell in klinischen Studien getestet wird.
Diese Arbeit liefert somit mehrere Ansatzpunkte für die Entwicklung molekular ausgerichteter Therapieoptionen für pleurale Mesotheliome. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen zudem, dass es für die Entwicklung einer wirksamen Therapie sinnvoll ist, eine simultane Inhibierung mehrerer Signalwege anzustreben, da im pleuralen Mesotheliom verschiedene Signalwege häufig gleichzeitig aktiv sind.

KW  - Mesotheliom 
KW  - zielgerichtete Therapie
KW  - Small Molecule Inhibitor 
CY  - Hohenheim
PB  - Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
AD  - Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
UR  - http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2020/1817
ER  -