Dokument: Medikamentenscreening zur Identifikation zielgerichteter Therapien für atypische teratoide/rhabdoide Tumoren
| Titel: | Medikamentenscreening zur Identifikation zielgerichteter Therapien für atypische teratoide/rhabdoide Tumoren | |||||||
| Weiterer Titel: | Drug screening to identify targeted therapies in atypical teratoid/rhabdoid tumors | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=66656 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20240902-110142-2 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Englisch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Pauck, David [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Remke, Marc [Gutachter] Prof. Dr. Reifenberger, Guido [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Pädiatrische Hirntumoren stellen die häufigste Ursache der Krebs-assoziierten Mortalität in Industrieländern dar. Unter diesen Tumoren weist der atypische teratoide/rhabdoide Tumor (AT/RT) eine besonders schlechte Prognose auf und macht ca. 2,6 % aller neu diagnostizierten Hirntumoren bei Kindern aus, wobei hauptsächlich Säuglinge und Kleinkinder betroffen sind. Obwohl immense Fortschritte bei der Erforschung der zugrundeliegenden molekularen Mechanismen gemacht wurden, die zur Entstehung eines AT/RT führen, sind zielgerichtete Therapieansätze, die Schwachstellen in der Biologie des AT/RT ausnutzen, bisher nicht verfügbar. Dementsprechend umfasst das aktuelle multimodale Behandlungskonzept eine chirurgische Tumorresektion, Chemotherapie und kraniospinale Bestrahlung, was bei den jungen Patientinnen und Patienten häufig langfristige Folgeschäden hervorruft. Angesichts der Seltenheit des AT/RT stellt die Neupositionierung von etablierten Medikamenten eine geeignete Alternative zur Identifizierung neuer Behandlungsansätze dar, was die notwendigen Ressourcen und die Zeit, die zur Entwicklung eines gänzlich neuen Medikaments notwendig wären, drastisch reduzieren kann. Daher wurde im Rahmen dieses Promotionsprojektes ein Arbeitsablauf zur in vitro-Medikamententestung entwickelt, um Medikamente in AT/RT-Zelllinien zu untersuchen, die sich bereits in klinischer Anwendung oder in frühen oder späten Stadien der Entwicklung befinden, um zielgerichtete Therapieansätze durch Medikamenten-Neupositionierung abzuleiten. Im Zusammenhang mit der Entwicklung des Arbeitsablaufes wurde unter anderem eine Software zur effizienten Datenverarbeitung und -auswertung entwickelt. Nach mehreren Ebenen der Validierung wurden 768 Medikamente in 13 AT/RT-Zelllinien sowie 23 anderen in vitro-Tumormodellen, einschließlich Medulloblastom- und Glioblastom-Zelllinien, als Vergleichskohorte getestet. Die Daten zeigten eine spezifische Wirksamkeit von MEK- und MDM2-Inhibitoren sowie eines Inhibitors der ribosomalen RNA-Synthese, Pidnarulex, in AT/RT-Zelllinien. Darüber hinaus kam eine Heterogenität innerhalb der Wirkprofile zur Darstellung. Durch die Einbeziehung von RNA-Sequenzierungsdaten und DNA-Methylierungsanalysen konnte diese Heterogenität auf die molekularen Subgruppen des AT/RT zurückgeführt werden, entsprechend einer spezifischen Wirksamkeit von BCL2-, HSP90- und Notch-Inhibitoren in AT/RT-SHH-Zelllinien, wohingegen Mikrotubuli-Inhibitoren, Kinesin-Inhibitoren und der eIF4E-Inhibitor Briciclib in einem Teil der AT/RT-MYC-Zelllinien wirksam waren. Der Blut-Hirn-Schranken-gängige Mikrotubuli-Inhibitor Patupilone wurde dementsprechend weiter auf seinen Wirkmechanismus hin untersucht, wobei mehrere Assays, einschließlich einer Lebendzell-Bildgebung-basierten Analyse, eine gesteigerte Apoptoserate durch dieses Medikament anzeigten. Zusammenfassend wurde ein klinisch orientierter Arbeitsablauf zur in vitro-Medikamententestung entwickelt, mit dessen Hilfe präklinische Daten zur zielgerichteten Therapie des AT/RT erhoben wurden, die als Grundlage zur Durchführung klinischer Studien dienen können, um die Therapie des AT/RT in Zukunft sicherer und effizienter zu machen.Pediatric brain tumors are the most frequent cause of cancer-related death in children in industrial countries. Amongst these tumors, atypical teratoid/rhabdoid tumors (AT/RT) exhibit a particular poor prognosis and account for 2.6 % of all newly diagnosed brain tumors in children, mostly affecting toddlers and infants. Although tremendous progress was made concerning the elucidation of the underlying molecular mechanisms leading to the initiation of AT/RT, targeted therapeutic approaches that hijack AT/RT biology have not yet been identified. Thus, intensive multimodal treatment, usually consisting of surgical tumor resection, chemotherapy and craniospinal irradiation, is administered to the young patients conveying critical long-term sequelae. Given the rarity of AT/RT, drug repurposing constitutes a suitable alternative for the identification of new drugs to treat AT/RT, cutting down the time and resources required for the development of an entirely new drug. Thus, in this MD thesis project, an in vitro drug screening workflow was developed to investigate a clinically oriented drug library covering drugs in clinical use as well as drugs in early and late stages of development in AT/RT cell lines to unravel targeted therapeutic approaches through drug repurposing. Along with the evolution of the workflow, a software was developed to enable efficient data processing and evaluation. After multiple layers of workflow validation, 768 drugs were tested in 13 AT/RT cell lines, along with 23 other in vitro tumor models including medulloblastoma and glioblastoma cell lines for comparison. The data showed specific activity of MEK and MDM2 inhibitors and the ribosomal RNA synthesis inhibitor Pidnarulex across AT/RTs. Moreover, analyses indicated heterogeneity among the drug response profiles of AT/RT cell lines. Through the incorporation of RNASeq data and DNA methylation profiling these heterogenous response patterns were linked to the molecular subgroups of AT/RT, revealing specific activity of BCL2, HSP90 and Notch inhibitors in AT/RT-SHH cell lines, whereas a subset of AT/RT-MYC cell lines responded well to microtubule inhibitors, spindle kinesin protein (KSP) inhibitors and Briciclib, a specific eIF4E inhibitor. A blood-brain barrier-permeable microtubule inhibitor, namely Patupilone, thus underwent further examination of its mechanism of action, displaying induction of apoptosis in AT/RT-MYC cell lines in multiple assays, including live-cell imaging-based analyses. In summary, a clinically oriented drug screening workflow was developed to provide preclinical evidence for targeted therapy of AT/RTs, which in turn may serve as a basis to initiate clinical trials to treat AT/RTs more safely and efficiently in the future. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 02.09.2024 | |||||||
| Dateien geändert am: | 02.09.2024 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 13.03.2023 | |||||||
| Datum der Promotion: | 19.03.2024 |
