Dokument: Identifizierung und Charakterisierung der Funktion von IAPs in der Regulation von microRNAs in gastroenteropankreatischen neuroendokrinen Neoplasien
| Titel: | Identifizierung und Charakterisierung der Funktion von IAPs in der Regulation von microRNAs in gastroenteropankreatischen neuroendokrinen Neoplasien | |||||||
| Weiterer Titel: | Identification and characterisation of the function of IAPs in regulating microRNAs in Gastroenteropancreatic Neuroendocrine Neoplasms | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=68022 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20250106-130915-6 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Schütte, Sina Christin [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Rüther, Ulrich [Gutachter] Prof. Dr. Krieg, Andreas [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Die gastroenteropankreatischen neuroendokrinen Neoplasien (GEP-NEN) sind eine seltene Gruppe von Tumoren. Aufgrund ihres Ursprungs aus dem diffusen neuroendokrinen System können sie in allen Teilen des Gastrointestinaltraktes auftreten, wodurch sie biologisch und in ihrem klinischen Verlauf eine sehr heterogene Gruppe von Tumoren darstellen. Diese Eigen schaften erschweren die Therapierbarkeit von Patienten mit GEP-NEN. Zusätzlich weisen be reits 70 % der Patienten zum Zeitpunkt der Diagnose Fernmetastasen auf, was komplexe und höchst individuelle Therapieansätze notwendig macht. Insbesondere für die aggressivere Un tergruppe der GEP-NEC (neuroendokrine Karzinome) besteht ein großer Bedarf an verbes serten Therapieverfahren, da die Überlebensprognose für Patienten mit Metastasen durch schnittlich gerade mal 5 Monate beträgt. Die Behandlung der GEP-NEC mit zytotoxischen Medikamenten, die Apoptose induzieren, erweist sich bisher als ineffektiv. Die Tumore zeigen hier eine hohe Resistenz. Vorarbeiten konnten bereits zeigen, dass zwei Mitglieder der IAP- (Inhibitor of Apoptosis Protein) Familie, XIAP (X-Linked IAP) und BIRC5 (Baculoviral IAP Repeat Containing 5), im Rahmen ihrer na mensgebenden Funktion relevant für das unkontrollierte Wachstum der GEP-NEC sind. Es entstand die Hypothese, dass gerade ein XIAP-BIRC5-Komplex eine aktivierende Wirkung auf den Transkriptionsfaktor (TF) NF-кB (Nuclear Factor Kappa B) hat. NF-кB ist an der Re gulierung tumorigener microRNAs beteiligt und könnte daher eine neue Verbindung der IAPs zur microRNA-Biogenese herstellen. Diese neue Funktion soll in dieser Arbeit untersucht wer den, da microRNAs wichtige tumorsuppressive und tumorigene post-transkriptionelle Genre gulatoren sind und daher zu neuen Therapieansätzen führen könnten. Zur Untersuchung dieser Zusammenhänge wurden die etablierten Zelllinien NEC-DUE1 und NEC-DUE2 als neuroendokrine Tumorzelllinienmodelle verwendet. Die Zelllinien wurden nach lentiviralem Knockdown (KD) beider IAPs im Rahmen einer globalen Array-Analyse auf ihr microRNA-Expressionsmuster überprüft. Als Ergebnis zeigte sich eine signifikante Deregula tion einer microRNA-Subpopulation ausschließlich in Abhängigkeit der BIRC5-Expression. In einer zweiten Analyse wurden Primärtumore von NEC-Patienten miteinbezogen, die zusätzli che, ausschließlich tumorabhängig deregulierte, microRNAs lieferte. Hierzu gehörte das im Tumorgewebe herunterregulierte, generell tumorsuppressive miR-143/145-Cluster. Anschließend erfolgte die quantitative Analyse der z.T. bekannten und für die NEC-Forschung vielversprechendsten anti-tumorigenen microRNAs, mittels entsprechender microRNA-As says im Rahmen der qRT-PCR. Hierdurch konnten BIRC5-abhängige microRNAs in den Zell linien, aber auch den Patientenproben bestätigt werden. Zu ihnen gehören die nach BIRC5- KD stärkste hochregulierte neuronale miR-124-3p und 2 microRNAs des miR-24-1-Clusters. Diese Kandidaten wurden in Plasmid-Rescue-Versuchen in den NEC-KD Zellen und BIRC5- Inhibitorversuchen bestätigt. Western Blot und qRT-PCR-Analysen mit miR-124-3p Mimic- und Inhibitor-Behandlungen zeigten eine Relevanz dieser microRNA für die epithelial-mesen chymal Transition in NEC, die eine Voraussetzung für die Bildung von Metastasen ist. Co-Immunpräzipitationsversuche, unterstützt von qRT-PCR-Analysen der pri-microRNA-Ex pression, sollten Hinweise zum Mechanismus einer BIRC5-vermittelten microRNA-Regulation liefern. Die Ergebnisse liefern erste Hinweise eines selektiven, im Zellkern lokalisierten Pro zesses. Möglich wäre dies durch die Regulation von RNA-Bindungsproteinen (RBP), welche gerade die pri-microRNA-Prozessierung beeinflussen. Alternativ wäre die Regulation von TFs von microRNA-Genen denkbar. Eine BIRC5-Überexpression in NEC könnte über diese zwei Wege, ergänzend zur dualen Funktion in Zellteilung und Apoptose, also ein onkogenes microRNA-Expressionsmuster fördern. Durch die hier gezeigten Analysen ließen sich mögliche microRNA-Kandidaten für neue The rapieansätze der GEP-NEC finden, wodurch eine Kombinationsbehandlung von antitumorige nen microRNAs und BIRC5-Inhibitoren denkbar wird. MicroRNAs mit einer hohen Zahl an Ziel genen mögen hierbei besonders effektiv und potent wirken, könnten aber auch vermehrt zu Nebenwirkungen durch Regulation unerwünschter Gene führen. Inwieweit microRNAs also tatsächlich anwendbar wären, bleibt fraglich und müsste für jeden Fall eingehend untersucht werden. Zusätzlich mangelt es noch an geeigneten Methoden zur gezielten Verabreichung der microRNAs mit möglichst wenig Nebenwirkungen für den Patienten.The gastroenteropancreatic neuroendocrine neoplasms (GEP-NEN) are a rare group of tu mours. Because of their origin in the diffuse neuroendocrine system, these tumours arise in all parts of the gastrointestinal tract and are therefore biological and in their clinical progression a heterogenous group of tumours. These features complicate the therapy of patients with GEP NEN. Additionally, at the timepoint of diagnosis 70 % of patients already developed distant metastasis which make complex and individual therapies necessary. Especially the aggressive subgroup of GEP-NEC (neuroendocrine carcinoma) needs new therapy methods, given that the median survival of patients with metastasis average out at 5 months. The treatment of GEP-NEC with cytotoxic medications, aiming at the induction of apoptosis, turned out to be highly ineffective. These tumours show a high resistance. Preliminary results showed that two members of the IAP- (Inhibitor of Apoptosis Protein) Family, XIAP (X-Linked IAP) und BIRC5 (Baculoviral IAP Repeat Containing 5) are functionally relevant for the uncon trolled growth of the GEP-NEC. Both IAPs work tightly together in the apoptosis inhibition and are therefore of high interests for investigating new treatment approaches. Additionally, the hypothesis arose that an XIAP-BIRC5 complex has an activating effect on the transcription factor (TF) NF-кB (Nuclear Factor Kappa B). NF-кB is involved in the regulation of tumorigenic microRNAs and might therefore link the IAPs to microRNA biogenesis. This new function is promising, because microRNAs are important tumour-suppressive and tumorigenic post-transcriptional gene regulators and might lead to new therapy approaches. In order to investigate these connections, the well-established cell lines NEC-DUE1 and NEC DUE2 were used as neuroendocrine cancer cell line model. They were provided with a lentivi ral knockdown (KD) of both IAPs and analysed in a global array-analysis for their microRNA expression pattern. As a result, a significant deregulated microRNA subpopulation was shown exclusively in dependence of the BIRC5-expression. Primaries of NEC-patients were included in a second analysis, which showed exclusively tumour-dependent deregulated microRNAs. Especially the tumour-suppressive miR-143/145-cluster was deregulated in tumour tissue. Subsequently, the quantitative analysis of the anti-tumorigenic microRNAs, some of which are known and most conspicuous for NEC research, was carried out using corresponding mi croRNA assays in the context of qRT-PCR. Hereby, BIRC5-dependent microRNAs have been confirmed in cell lines, but also in patient probes. To these belong that the strongest upregu lated neuronal microRNA (after BIRC5-KD) miR-124-3p and 2 microRNAs of the miR-24-1- cluster. These candidates were confirmed in plasmid-rescue-experiments in NEC-KD cells and BIRC5-inhibitor experiments. Western Blot and qRT-PCR-analysis with miR-124-3p mimic and inhibitor-treatment showed the relevance of the microRNAs for the epithelial-mesenchy mal transition in NEC, which is a precondition for the development of metastasis. Co-immunoprecipitation experiments, supported by qRT-PCR analysis of the pri-microRNA expression, were expected to give first clues for a BIRC5-supported microRNA regulation. The results so far indicate a selective process localized in the cell nucleus. This might be possible through the regulation of RNA-binding proteins (RBP), which affect exactly the pri-microRNA processing. Alternatively, a regulation of TFs of microRNA-genes might be possible. A BIRC5- overexpression in NEC might, additional to the dual function in mitosis and apoptosis, influence an oncogenic microRNA-expression pattern. Through the here shown analysis microRNA candidates for a new therapeutic approach of the GEP-NEC might be identified, whereby a combinational treatment of anti-tumorigenic mi croRNAs and BIRC5-inhibitors are possible. MicroRNA with a high number of target genes might seem particularly effective and potent, but could lead to increased side effects through the regulation of unwanted genes. To what extent microRNAs are really applicable, is still questionable and has to be further investigated. Additionally, there is a lack of methods for a well-directed application of microRNAs with feasible low side-effects for the patient. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 06.01.2025 | |||||||
| Dateien geändert am: | 06.01.2025 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 10.09.2023 | |||||||
| Datum der Promotion: | 03.04.2024 |
