Dokument: Molekulare Analyse einer ARID1A-Defizienz in KZT und deren Sensitivierung bei einer Behandlung mit Romidepsin

Titel:	Molekulare Analyse einer ARID1A-Defizienz in KZT und deren Sensitivierung bei einer Behandlung mit Romidepsin
Weiterer Titel:	Molecular analysis of ARID1A deficiency in GCT and its sensitisation to treatment with romidepsin
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=73711
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20260707-140138-7
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Miklyaeva, Alisa [Autor]
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Beitragende:	Prof. Dr. rer. nat. Nettersheim, Daniel [Gutachter] Prof. Dr.med. Joachim Schmitt [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Keimzelltumoren (KZT) stellen die häufigste Tumorerkrankung des jungen Mannes dar. Sie entwickeln sich aus entarteten primordialen Keimzellen durch (epi)genetische Aberrationen. Nach erfolgter Tumorexzision stehen Platin-basierte Chemotherapien sowie eine lokale Strahlentherapie, je nach Histologie und Tumorstadium, als Optionen zu Verfügung. Dabei lässt sich eine hohe Nebenwirkungsrate sowie ein erhöhtes Risiko für die Entwicklung von Zweitmalignomen beobachten. Zudem erleiden ca. 30 % der Patienten ein Rezidiv oder einen Tumorprogress. Bei ca. 10 % der Patienten lässt sich nach Erstlinientherapie eine Resistenz gegen Platin-haltige Chemo-therapeutika nachweisen, sodass die Erforschung neuer Therapieoptionen erforderlich ist. Vorstudien zur KZT-Entstehung zeigen, dass insbesondere epigenetische Veränderungen, wie Desoxyribonukleinsäuren (DNA)-Methylierung und Histonmodifikation, zur Tumorentwicklung beitragen. Inhibitoren der Histondeacetylasen (HDAC-Inhibitoren), wie Romidepsin, zeigten in Vorstudien zytotoxische Effekte auf KZT in vitro und in vivo und könnten somit eine therapeutische Option darstellen. Weitere Vorarbeiten konnten hierbei ARID1A als Schlüsselfaktor der Romidepsin-Wirkkaskade identifizieren. Dieser gehört zum Chromatin-remodellierenden, ATP-abhängigen SWI/SNF-Komplex und ist insbesondere an der DNA-Reparatur, Genexpression und der Zelldifferenzierung beteiligt. Zudem zeigt sich in Vorstudien, dass eine alleinige siRNA-vermittelte Herunterregulierung von ARID1A zum Zellzyklusarrest und Apoptose in KZT-Zellen führt. Ziel dieser Promotionsarbeit ist die weitere molekularbiologische Aufschlüsselung der ARID1A-Funktion sowie die Prüfung des therapeutischen Potenzials einer pharmakologischen ARID1A-Inhibierung in KZT. Hierfür erfolgte zunächst die Herstellung ARID1A-defizienter KZT-Zelllinien mittels CRISPR/ Cas9-Geneditierung. Im Vergleich der ARID1A-defizienten KZT mit ihrer parentalen Zelllinie zeigten sich keine signifikanten Unterschiede hinsichtlich der Morphologie und des Zellzyklus. Lediglich die Proliferationsrate war bei ARID1A-Verlust verlangsamt. Auf Gen-Ebene zeigte sich bei ARID1A-Defizienz eine Herunterregulierung der am SWI/SNF-Komplex beteiligten Gene. In der Massenspektrometrie-Analyse konnte bei ARID1A-Defizienz eine verminderte Proteinproduktion der DNA-Polymerase Epsilon (POLE) und des DNA-Methyltransferase-1-assozierten-Proteins 1 (DMAP1) nachgewiesen werden. Diese sind wiederum an der Transkriptionsregulation, der DNA-Reparatur / -Methylierung, der Histon-Modifikation und Aufrechterhaltung der Pluripotenz beteiligt. Im nächsten Schritt wurde das therapeutische Potenzial einer ARID1A-Defizienz geprüft. Bei der Behandlung ARID1A-defizienter KZT mit Romidepsin kam es zu einem signifikant stärkeren Abfall der Zellviabilität im Vergleich zu der parentalen Zelllinie. Zudem führte die pharmakologische Inhibierung von ARID1A durch den SWI/SNF-Komplex Inhibitor Compound 63 (C63) in Kombination mit Romidepsin zu einem Vorteil gegenüber einer alleinigen Behandlung mit Romidepsin. Somit könnte die Kombination aus ARID1A-Inhibitoren und HDAC-Inhibitoren einen therapeutischen Nutzen in ARID1A-unmutierten KZT erbringen. Germ cell tumors (GCT) are the most common malignancy in young men and develop from misguided primordial germ cells due to (epi)genetic aberrations. After tumor excision, platinum-based chemotherapy and local radiotherapy are available options, depending on the histology and tumor stage. However, a high rate of adverse events and an increased risk of developing secondary malignancies can be observed. In addition, around 30 % of patients suffer a recurrence or tumor progression. In around 10 % of patients resistance to platinum-containing chemotherapeutic agents after first-line therapy can be detected, meaning that research into new treatment options is required. Preliminary studies on the development of GCT have shown that epigenetic changes, such as DNA methylation and histone modification, contribute to tumor development. Inhibitors of histone deacetylases (HDAC inhibitors), such as romidepsin, showed cytotoxic effects on GCT in vitro and in vivo in preliminary studies and could therefore represent a new therapeutic option. Further studies have identified ARID1A as a key factor in the romidepsin pathway. ARID1A is part of the chromatin-remodeling, ATP-dependent SWI/SNF complex and is particularly involved in DNA repair, gene expression and cell differentiation. In addition, previous investigations have shown that siRNA-mediated downregulation of ARID1A alone leads to cell cycle arrest and apoptosis in GCT cells. The aim of this study was to further characterize the molecular function of ARID1A and to evaluate the therapeutic potential of pharmacological ARID1A inhibition in GCT. Therefore, ARID1A deficient GCT cell lines were generated by CRISPR/Cas9 gene editing. A comparison of the ARID1A-deficient GCT with their parental cell line showed no significant differences with regard to morphology and cell cycle. The only difference was the reduced proliferation rate upon ARID1A deficiency. At the gene level, ARID1A deficiency resulted in downregulation of the genes involved in the SWI/SNF complex. Mass spectrometry analysis revealed a reduced protein production of DNA polymerase epsilon (POLE) and DNA methyltransferase-1-associated protein 1 (DMAP1) in ARID1A-deficienct cells. These proteins are involved in transcriptional regulation, DNA repair / methylation, histone modification and pluripotency. In the next step, we analyzed the therapeutic potential of ARID1A deficiency. Treatment of ARID1A deficient GCT with romidepsin resulted in a significantly higher decrease in cell viability compared to the parental cell line. In addition, pharmacological inhibition of ARID1A by the SWI/SNF complex inhibitor Compound 63 (C63) in combination with romidepsin resulted in an advantage over treatment with romidepsin only. Thus, the combination of ARID1A inhibitors and HDAC inhibitors may provide a potential therapeutic benefit in ARID1A-unmutated GCT.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	07.07.2026
Dateien geändert am:	07.07.2026
Promotionsantrag am:	31.10.2025
Datum der Promotion:	07.06.2026