@PhdThesis{duepublico_mods_00038763,
  author = 	{Baingo, Jolanthe},
  title = 	{Regulation der NKG2D Stressliganden MICA, MICB und ULBP2 in proliferierenden und seneszenten Tumorzellen},
  year = 	{2018},
  month = 	{Nov},
  day = 	{12},
  keywords = 	{Tumorzellen; NKG2D Liganden; PI3K-abh{\"a}ngige Signalwege; Seneszenz},
  abstract = 	{Das maligne Melanom stellt die t{\"o}dlichste Form aller Hautkrebserkrankungen dar und entsteht durch eine maligne Transformation der Melanozyten. Melanomzellen k{\"o}nnen durch
zytotoxische Lymphozyten, wie NK Zellen und T Zellen als entartet erkannt und get{\"o}tet werden. Beide Lymphozytensubgruppen kennzeichnet die Expression des Rezeptors NGK2D, der Stress-induzierte Liganden der MIC und ULBP Molek{\"u}lfamilie auf den
Tumorzellen detektiert und damit zur Aktivierung der mmuneffektoren beitr{\"a}gt.
Melanomzellen exprimieren die NKG2D Liganden (NKG2DL) MICA, MICB und ULBP2 auf ihrer Oberfl{\"a}che. Die Rolle onkogener Signalwege in der Regulation der NKG2DL Expression in Melanomzellen ist bislang ungekl{\"a}rt. Neben einer konstitutiven Aktivierung des MAP-Kinase Signalwegs, gesteuert durch die BRAF Mutante V600E, ist die PI3K-AKT
Signalkaskade wichtig f{\"u}r die Proliferation und das {\"U}berleben der Melanomzellen. Da die Hemmung der PI3K in einer Repression der Proliferation m{\"u}ndet, wird diese Kinase als Wirkstoffziel f{\"u}r die Tumortherapie untersucht. Die Proliferationsblockade kann von
transienter oder permanenter Natur sein - letzteres, einhergehend mit der Ausbildung eines seneszenten Ph{\"a}notyps der Tumorzellen.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollte untersucht werden, inwiefern PI3K- sowie AKTabh{\"a}ngige Signale die NKG2DL Expression in Melanomzellen beeinflussen und wie sich Seneszenz auf die NKG2DL Expression auswirkt. Dazu wurde zun{\"a}chst die Aktivit{\"a}t der
PI3K in verschiedenen Melanomzelllinien durch den Inhibitor LY294002 gehemmt. Dies f{\"u}hrte zu einer verminderten MICA, MICB und ULBP2 Oberfl{\"a}chenexpression, unabh{\"a}ngig von deren BRAF Mutationsstatus. Eine st{\"a}rkere Herabregulation konnte durch Verwendung des klinisch relevanten Inhibitors GSK2126458 erzielt werden, der in deutlich niedrigerer Konzentration zu einer Blockade der PI3K Signalgebung f{\"u}hrte, gemessen anhand der Phosphorylierung der PI3K-kontrollierten Kinase AKT sowie stromabw{\"a}rts gelegener
Zielstrukturen des Signalweges. Die PI3K Blockade verursachte neben einer verminderten Oberfl{\"a}chenexpression eine deutliche Reduktion des NKG2DL Gesamtproteins und der spezifischen mRNA, was bereits vier Stunden nach Inhibitorbehandlung detektierbar war.
Die Herabregulation der NKG2DL Oberfl{\"a}chenexpression durch den Inhibitor GSK2126458 resultierte in einer verringerten NKG2D-abh{\"a}ngigen NK Zellerkennung der Melanomzellen.
Da bekannt ist, dass eine Blockade der PI3K Signalgebung indirekt mit einer Aktivierung des Tumorsuppressors p53 einhergeht, wurde die Rolle von p53 unter Verwendung der
syngenen Kolonkarzinomzelllinien HCT116p53+/+ und HCT116p53-/- {\"u}berpr{\"u}ft. In beiden Zelllinien f{\"u}hrte die PI3K Inhibition zu einer Reduktion der MICA, MICB und ULBP2
Expression, wenngleich diese in den HCT116p53+/+ Zellen st{\"a}rker ausfiel. In jedem Fall konnte eine NKG2DL Herabregulation auf der Ebene des Oberfl{\"a}chen- und Gesamt-Proteins sowie der mRNA beobachtet werden. Um zu pr{\"u}fen, inwieweit AKT in der Regulation der NKG2DL Expression involviert ist, wurden Melanomzellen mit dem AKT Inhibitor GSK2110183 behandelt. Die Inhibitorexposition verursachte eine schw{\"a}chere ULBP2 Expression auf der Oberfl{\"a}che, auf Gesamtprotein- sowie mRNA-Ebene, w{\"a}hrend die Effekte auf die MICA und MICB Expression nicht konsistent ausfielen. Eine Herabregulation von ULBP2 konnte unter AKT Inhibition auch in HCT116p53+/+ und HCT116p53-/- Zellen beobachtet werden.
Dementsprechend f{\"u}hrte die transiente Transfektion von Melanomzellen mit myristoyliertem und damit konstitutiv aktivem AKT1 (myrAKT1) zur Hochregulation der ULBP2
Proteinexpression. Dies konnte ebenfalls in Melanomzellen detektiert werden, die nach Transduktion myrAKT3 stabil exprimierten. Diese Daten demonstrieren, dass die Aktivit{\"a}t PI3K-abh{\"a}ngiger Signaltransduktionswege das NKG2DL Expressionsniveau bestimmt,
wobei die Regulation der ULBP2 Expression zudem auch AKT-abh{\"a}ngig erfolgt. Dies verdeutlicht, dass MICA, MICB und ULBP2 durch PI3K- und AKT-abh{\"a}ngige Wege differentiell reguliert werden.
Um gezielt die Auswirkung von Seneszenz auf die NKG2DL Expression zu ermitteln, wurde ein induzierbares Modell basierend auf der Melanomzelllinie WMM1175{\_}p16INK4a verwendet.
In diesen Zellen wird Seneszenz {\"u}ber die IPTG-induzierbare Expression von p16 initiiert. Der irreversible Proliferationsarrest der malignen Zellen wurde {\"u}ber die verst{\"a}rkte Expression von Seneszenz-assoziierter $\beta$-Galaktosidase, einer Hochregulation von p16, Herabregulation von E2F-1 und Ki-67 sowie Zunahme von Autofluoreszenz verifiziert. Interessanterweise
zeigten seneszente WMM1175{\_}p16INK4a Zellen im Vergleich zu proliferierenden Kontrollzellen eine Induktion der NKG2DL MICA und MICB, w{\"a}hrend die ULBP2 Expression unbeeinflusst blieb. Im Gegensatz dazu f{\"u}hrte replikative Seneszenz, induziert in Fibroblasten durch stetige Kultivierung, lediglich zu einer geringen Induktion der MICA und MICB Proteinexpression und einer leichten Herabregulation von ULBP2.
Zusammenfassend demonstrieren die Resultate dieser Doktorarbeit, dass die Expression von MICA, MICB und ULBP2 sowohl im Melanom, als auch im Kolonkarzinom durch PI3Kabh{\"a}ngige Signaltransduktionswege reguliert wird. Entsprechend f{\"u}hrt die PI3K Blockade zur Herabregulation der NKG2DL Expression, einhergehend mit einem Proliferationsstopp.
Letzteres ist jedoch nicht zwangsl{\"a}ufig mit einer verminderten NKG2DL Expression assoziiert, da seneszente Melanomzellen eine Hochregulation von MICA und MICB aufweisen. Daraus l{\"a}sst sich schlussfolgern, dass sowohl die PI3K-vermittelte onkogene
Proliferation als auch irreversibler Zellzyklusarrest im Kontext einer malignen Zelle, d.h. die Existenz „entarteter`` Zellen, dem Immunsystem via NKG2DL signalisiert werden.},
  url = 	{https://duepublico2.uni-due.de/receive/duepublico_mods_00038763},
  file = 	{:https://duepublico2.uni-due.de/servlets/MCRFileNodeServlet/duepublico_derivate_00046648/DissJBaingo.pdf:PDF},
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