Dokument: Analyse der molekularbiologischen Wirkmechanismen von CDK4/6-Inhibitoren in (Cisplatin-resistenten) Keimzelltumoren

Titel:	Analyse der molekularbiologischen Wirkmechanismen von CDK4/6-Inhibitoren in (Cisplatin-resistenten) Keimzelltumoren
Weiterer Titel:	Analysis of molecular mechanisms of action of CDK4/6 inhibitors in (cisplatin-resistant) germ cell tumors.
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=60646
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20220926-111012-5
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Winkelhausen, Anna Sophie [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 2,74 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 14.09.2022 / geändert 14.09.2022
Beitragende:	Prof. Dr. rer. nat. Nettersheim, Daniel [Gutachter] Prof. Dr. rer. nat. Neubauer, Hans [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Testikuläre Keimzelltumoren (KZT) stellen die häufigsten soliden Malignome bei jungen Männern zwischen 15-44 Jahren dar. Auch wenn die bisher eingesetzten Therapieoptionen aus Orchiektomie kombiniert mit einer (Cisplatin-basierten) Chemotherapie und/oder Radiotherapie hohe Erfolge erzielen, leiden viele Patienten unter den gravierenden Nebenwirkungen der Therapie oder entwickeln im Verlauf Resistenzen gegenüber den Chemotherapeutika. Daher besteht noch immer die Notwendigkeit, nach neuen Therapieoptionen für die betroffenen Patienten zu forschen. In dieser Arbeit werden die CDK4/6-Inhibitoren Palbociclib und Ribociclib auf ihre molekularbiologischen Wirkmechanismen und Effekte in KZT-Zelllinien untersucht. In Vorarbeiten konnte gezeigt werden, dass in KZT-Zelllinien und -Geweben CDK4 hoch exprimiert ist und somit den potenziellen Angriffspunkt einer CDK4/6-Inhibition darstellt. Zudem führt der Einsatz der beiden Inhibitoren zur Apoptose von KZT-Zelllinien. Erwartungsgemäß wird in den meisten Zelllinien ein Arrest in der G1-Phase des Zellzyklus erzielt, manche Zelllinien arretieren jedoch in der G2/M-Phase. Da dies ungewöhnlich für CDK4/6-Inhibitoren ist, wird ein alternativer Wirkmechanismus jenseits der kanonischen CDK4-RB1-Wirkkaskade vermutet. Stellvertretend wurden für jede histologische Entität ein bis zwei (Cisplatin-resistente) KZT-Zelllinien und eine gesunde Fibroblasten-Kontrollzelllinie verwendet und mit Palbociclib bzw. Ribociclib behandelt, um anschließend Western Blot- und qRT-PCR-Analysen sowie eine RNA-Sequenzierung durchzuführen. Mit den gewonnenen Daten wurden dann STRING-Interaktionsprognosen und Gene Ontology-Funktionsanalysen durchgeführt. Es konnte gezeigt werden, dass in KZT- und Kontrollzellen hauptsächlich Gene dereguliert wurden, die mit Zellwachstumsprozessen wie Proliferation, Zellzyklus und Mitose assoziiert werden können. Diese Faktoren stellen somit eine allgemeine Zellantwort auf CDK4/6-Inhibition dar. Darüber hinaus konnten aber auch Gen-Netzwerke aufgedeckt werden, die individuell in den untersuchten Zelltypen dereguliert wurden. Diese Netzwerke konnten ebenfalls mit der Zellzyklusregulation assoziiert werden. Dies zeigt, dass CDK4/6-Inhibitoren in KZT- und Kontrollzellen zum einen eine universelle Reaktion hervorrufen und zum anderen zellspezifische Mechanismen aktivieren, um den Zellzyklus zu regulieren. Im Gegensatz zu Fibroblasten tolerieren KZT-Zellen diese Beeinflussung des Zellzyklus deutlich schlechter und induzieren Apoptose. Abschließend sei angemerkt, dass in KZT-Zelllinien eine CDK4/6-Inhibitorbehandlung zu einer Hochregulation von CDK4 führte, was möglicherweise auf einen Kompensationsmechanismus hinweist und zu einer Resistenz führen könnte. Diese Beobachtung muss zukünftig weiter untersucht werden. Testicular germ cell tumors (GCT) represent the most common solid malignancies in young men aged 15-44 years. Even though the previously used therapy options consisting of orchiectomy combined with (cisplatin-based) chemotherapy and/or radiotherapy achieve high success rates, many patients suffer from the serious side effects of the therapy or develop resistance to the chemotherapeutic agents during the course. Therefore, there is still a need to research new therapeutic options for the affected patients. In this work, the CDK4/6 inhibitors palbociclib and ribociclib are investigated for their molecular mechanisms of action and effects in CCT cell lines. Preliminary work has shown that in GCT lines and -tissues, CDK4 is highly expressed and thus represents the potential target of CDK4/6 inhibition. Moreover, the use of both inhibitors leads to apoptosis of germ cell tumor cell lines. As expected, arrest in G1 phase of the cell cycle is achieved in most cell lines, but some cell lines arrest in G2/M phase. Because this is unusual for CDK4/6 inhibitors, an alternative mechanism of action beyond the canonical CDK4-RB1 cascade of action is suspected. As a proxy, one to two (cisplatin-resistant) GCT cell lines for each histological entity and a healthy fibroblast control cell line were used and treated with palbociclib and ribociclib, respectively, followed by Western blot and qRT-PCR analyses and RNA sequencing. STRING interaction predictions and gene ontology function analyses were then performed with the data obtained. It was shown that genes that can be associated with cell growth processes such as proliferation, cell cycle, and mitosis were mainly deregulated in CCT and control cells. These factors thus represent a general cell response to CDK4/6 inhibition. In addition, however, gene networks were also uncovered that were individually deregulated in the cell types studied. These networks could also be associated with cell cycle regulation. This indicates that CDK4/6 inhibitors in germ cell tumor and control cells both elicit a universal response and activate cell-specific mechanisms to regulate the cell cycle. In contrast to fibroblasts, GCT cells tolerate this cell cycle interference much worse and induce apoptosis. Finally, it should be noted that in GCT cell lines, CDK4/6 inhibitor treatment resulted in upregulation of CDK4, possibly indicating a compensatory mechanism and could lead to resistance. This observation needs further investigation in the future.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	26.09.2022
Dateien geändert am:	26.09.2022
Promotionsantrag am:	17.04.2022
Datum der Promotion:	08.09.2022