Evaluation of isoform specific AKT inhibition in pancreatic ductal adenocarcinoma
Das duktale Adenokarzinom der Bauchspeicheldrüse (PDAC) hat die schlechteste Prognose aller Tumorentitäten, da es früh metastasiert und eine hohe intrinsische Resistenz gegen Chemo-, Radio- und Immuntherapie aufweist. Die Serin/Threonin-Kinase AKT könnte eine Rolle bei der Entwicklung dieser Resistenz spielen. Physiologisch spielt AKT eine zentrale Rolle in mehreren anabolen Stoffwechselwegen. Bislang wurden drei AKT-Isoformen beschrieben, von denen zwei in der Bauchspeicheldrüse relevant sind. Ziel des Projektes war es die spezifischen Funktionen von AKT1 und AKT2 in PDAC-Zelllinien zu charakterisieren und die selektive Hemmung im Hinblick auf zytotoxische und metabolische Effekte zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurden neben der genetischen Inaktivierung mittels CRISPR/Cas9 hochselektive kovalent-allosterische Inhibitoren eingesetzt. Nach erfolgreichem und selektivem Knockout wurde die isoformspezifische Wirkung der Expression von AKT und einiger nachgeschalteter Targets untersucht. Darüber hinaus wurden die selektiven Inhibitoren an den PDAC-Zelllinien getestet, um ihre Wirksamkeit zu untersuchen und kombinatorische Behandlungsstrategien zu modulieren. Obwohl der Knockout von AKT 1 und AKT2 bei fünf Zelllinien (PSN1, PANC1, HPAC, HupT4 und HPDE) erfolgreich war, blieben die Auswirkungen auf die Zellen gering. Weder die Wachstumsrate der Zellen noch das Phosphorylierungsmuster wurden durch den Knockout einer AKT-Isoform signifikant beeinflusst. Sowohl native als auch Knockout-Zelllinien zeigten eine sehr hohe intrinsische Resistenz gegenüber allen getesteten Medikamenten. Alle durchgeführten Experimente zeigten eindrucksvoll die Anpassungsfähigkeit und Gefährlichkeit von Bauchspeicheldrüsenkrebs.
Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) has the worst prognosis of all tumor entities due to early metastasis and high intrinsic resistance to chemo-, radio- and immunotherapy. AKT may play a role in the development of this resistance. Physiologically, the serine/threonine kinase is involved in several anabolic pathways. Three AKT isoforms have been characterized to date, two of which are relevant in the pancreas. The aim of the project was to characterize the specific functions of AKT1 and AKT2 in PDAC cell lines and investigate selective inhibition with regards to cytotoxic and metabolic effects. For this purpose, highly selective covalent-allosteric inhibitors were used in addition to genetic inactivation of AKT1 or AKT2 using CRISPR/Cas9. After successful and selective knockout, the isoform-specific effect of AKT expression and some downstream targets were examined. In addition, the selective inhibitors were tested on the PDAC cell lines to investigate their effectiveness and modulate combinatory treatment strategies. Although the knockout of AKT1 and AKT2 proved to be successful for five cell lines (PSN1, PANC1, HPAC, HupT4, and HPDE), the effects on the cells remained small. Neither the growth rate of the cells nor the phosphorylation pattern was significantly affected by the knockout of one AKT isoform. Both control and knockout cell lines have shown very high intrinsic resistance to different drugs against AKT, PI3K and MEK. All performed experiments impressively demonstrated the adaptability and danger of pancreatic cancer.