Dokument: Reduktion des Tumorstammzellcharakters durch Inhibierung der lysosomalen sauren Lipase als innovativer Therapieansatz in der Behandlung des triple-negativen Brustkrebses
| Titel: | Reduktion des Tumorstammzellcharakters durch Inhibierung der lysosomalen sauren Lipase als innovativer Therapieansatz in der Behandlung des triple-negativen Brustkrebses | |||||||
| Weiterer Titel: | Reduction of cancer stemness by inhibition of lysosomal acid lipase as an innovative therapeutic approach in the treatment of triple-negative breast cancer | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=71327 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20251208-101534-3 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Steigerwald, Hannah [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. med. Fehm, Tanja [Gutachter] Prof. Dr. med. Pongratz, Georg [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Mammakarzinom, TNBC, Krebsstammzellen, Lysosomale saure Lipase, Lipidstoffwechsel, Chemosensibilisierung | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Der dreifach negative Brustkrebs (engl. „triple-negative breast cancer“, TNBC), welcher gekennzeichnet ist durch das Fehlen von Östrogen-, Progesteron- und HER2-Rezeptoren, stellt aufgrund seiner hohen Rate an Therapieresistenzen, Rezidiven und Metastasierung eine besondere Herausforderung in der Therapie dieses Brustkrebssubtyps dar. Grund hierfür sind unter anderem dessen hoher Tumorstammzellcharakter sowie begrenzte Therapieansätze. Aufgrund der ausgeprägten Malignität sowie der erhöhten Rate von prämenopausalen Patientinnen, die am TNBC erkranken, kommt der Erforschung und Entwicklung neuer Therapieansätze eine besondere Bedeutung hinzu. In den letzten Jahren konnte gezeigt werden, dass insbesondere der erhöhte Metabolismus von neutralen Lipiden zur Aufrechterhaltung des Stammzellcharakters und somit zur Malignität des TNBC beiträgt. Die Verwertung externer und interner Lipide erfolgt hierbei maßgeblich durch die lysosomale saure Lipase (LIPA), ein Enzym, welches bisher im Hinblick auf die Krebstherapie nur wenig erforscht ist. Ziel dieser Arbeit war es, die saure Lipase als innovativen Therapieansatz in der Behandlung des TNBC zu etablieren, indem auf Zellebene gezeigt wird, dass durch Hemmung der LIPA der Stammzellcharakter dieses Brustkrebssubtyps suffizient reduziert wird, resultierend in einer verminderten Proliferation sowie einer erhöhten Chemosensibilisierung. Hierzu wurden die triple-negativen Brustkrebszelllinien MDA-MB-231 und MDA-MB-436 mit dem LIPA-Inhibitor Lalistat2 behandelt und die Expression tumorstammzellassoziierter Marker auf Gentranskript-Ebene mittels Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion (engl. „real-time polymerase chain reaction“, RT-PCR) sowie auf Proteinebene mittels Durchflusszytometrie (engl. „Fluorescence Activated Cell Sorting“, FACS) bestimmt. Zudem wurde die Korrelation der Expression der LIPA sowie weiterer zellulärer Lipasen und Stammzellmarker im Brustkrebsgewebe mithilfe der METABRIC-Datenbank im cBioPortal for Cancer Genomics untersucht. Auch der Einfluss der Hemmung der LIPA auf die Proliferation von TNBC sowie die Chemosensibilisierung gegenüber Paclitaxel wurde nach Behandlung der genannten Zelllinien mit Lalistat2 durch Messung der Zellviabilität mittels des CellTiter-Glo-Assays bestimmt. Hierzu wurde zudem die Wirkung von Lalistat2 mit dem bereits in der klinischen Forschung etablierten Chloroquin verglichen. Als möglicher Wirkungsmechanismus wurde der Effekt von Lalistat2 auf den JAK-STAT-Signalweg mittels Western Blot untersucht.
Zusammengefasst zeigte sich, dass die Hemmung der LIPA mittels Lalistat2 zu einer signifikanten Reduktion der Expression tumorstammzellassoziierter Marker wie des Quotienten CD44/CD24 und ALDH1 in MDA-MB-231-Zellen sowie SOX2 in MDA-MB-436-Zellen führt. Dies konnte zudem auf Proteinebene – sowohl durch Behandlung mit Lalistat2 als auch durch den Knockdown der LIPA – reproduziert werden. Des Weiteren konnte eine signifikante Korrelation der Expression von LIPA und ALDH1 sowie CD44/CD24 in Brustgewebeproben festgestellt werden, während andere zelluläre Lipasen nur eine geringe oder negative Korrelation zeigten. Neben der Reduktion des Stammzellcharakters kam es zudem zu einer signifikanten Reduktion der Proliferation der Zellen nach Behandlung mit Lalistat2. Zusätzlich führte die Hemmung der LIPA zu einer signifikanten Reduktion der mittleren inhibitorischen Konzentration (IC50) von Paclitaxel und somit zu einer Chemosensibilisierung, welche verglichen zu Chloroquin einen signifikant stärkeren Effekt zeigte. Als möglicher Pathomechanismus wurde eine signifikante Reduktion des aktivierten STAT3 festgestellt. Zusammengefasst stellt die Hemmung der lysosomalen sauren Lipase einen innovativen Therapieansatz in der Behandlung des TNBC durch Adressierung des hohen Stammzellcharakters dar und sollte insbesondere im Hinblick auf die personalisierte Medizin in Zukunft näher beleuchtet werden.Triple negative breast cancer (TNBC), which is characterized by the lack of estrogen, progesterone and HER2 receptors, presents a particular challenge in the treatment of this breast cancer subtype due to its high rate of therapy resistance, disease recurrence, and metastasis. The reasons for this include its high stemness and limited therapeutic approaches. Due to the pronounced malignancy as well as the increased rate of premenopausal patients developing TNBC, the research and development of new therapeutic approaches is of particular importance. In recent years, it has been shown that increased metabolism of lipids is a main driver of maintenance of high tumor stemness and thus to the malignancy of TNBC. In this context, the utilization of external and internal lipids is mainly carried out by lysosomal acid lipase (LIPA), an enzyme that has so far been little studied regarding cancer therapy. The aim of this research was to establish the lysosomal acid lipase as an innovative therapeutic approach in the treatment of TNBC by demonstrating in cell culture models that inhibition of LIPA sufficiently reduces the stemness of this breast cancer subtype, resulting in reduced proliferation as well as increased chemosensitization. For this purpose, the triple negative breast cancer cell lines MDA-MB-231 and MDA-MB-436 were treated with the LIPA inhibitor Lalistat2 and the expression of stem cell-associated markers such as CD24, CD44, ALDH1, and SOX2, among others, was determined at transcript level by real-time polymerase chain reaction (RT-PCR) and at protein level by Fluorescence Activated Cell Sorting (FACS). The results were additionally validated by LIPA knockdown. Furthermore, the correlation of LIPA expression as well as other cellular lipases and cellular stem cell markers in breast cancer tissue was investigated using the METABRIC database in the “cBioPortal for Cancer Genomics“. Also, the effect of LIPA inhibition on proliferation as well as chemosensitization to Paclitaxel, a chemotherapeutic agent commonly used in the treatment of TNBC, was determined after treatment of TNBC cell lines with Lalistat2 by measuring cell viability using the CellTiter-Glo assay. For this purpose, the effect of Lalistat2 was also compared with Chloroquine, which is already established in clinical research. As a possible pathomechanism, the effect of Lalistat2 on the JAK-STAT pathway was investigated by Western blot. In summary, inhibition of LIPA by Lalistat2 was shown to lead to a significant reduction in the expression of stem cell-associated markers such as CD44/CD24 and ALDH1 in MDA-MB-231 and SOX2 in MDA-MB-436. Moreover, this could be reproduced at the protein level by both treatment with Lalistat2 and knockdown of LIPA. Furthermore, a significant correlation of expression of LIPA and ALDH1 as well as CD44/CD24 was detected in breast cancer tissue, whereas other cellular lipases showed only a low or negative correlation. In addition to the reduction of high cancer stemness, there was also a significant reduction in proliferation of the cells after treatment with Lalistat2. Also, inhibition of LIPA led to a significant reduction in the half-maximal inhibitory concentration (IC50) of paclitaxel and thus to chemosensitization, which showed a significantly stronger effect than chloroquine. As a possible pathomechanism, a significant reduction especially of activated STAT3 was found after inhibition with Lalistat2. Based on these results, lysosomal acid lipase inhibition represents an innovative therapeutic approach in the treatment of TNBC by addressing high cancer stemness and should be further explored in the future, especially in view of personalized medicine. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 08.12.2025 | |||||||
| Dateien geändert am: | 08.12.2025 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 29.03.2025 | |||||||
| Datum der Promotion: | 16.10.2025 |
