Cancer is the leading cause of death in economically developed countries (Jemal et al. 2011). Heat shock protein 90 can be a promising target in cancer treatment as it is responsible for sustaining protein homeostasis in every human cell by folding and activating of more than 200 client proteins (Picard et al. 2002). Apart from strong anti-tumor activities in vitro (Smith et al. 2005) and in vivo (Supko et al. 1995), Hsp90 inhibitors can sensitize tumor cells to radiation (Bisht et al. 2003, Stingl et al.2010, Schilling et al. 2011). Recently, our group showed the radiosensitizing potential of novel Hsp90 inhibitors: NVP-AUY922 and NVP-BEP800 (Stingl et al. 2010). The drugs were administered to cancer cell lines of different origin 24 hours before irradiation (drug-first treatment). In the present work, we explored the effects of a schedule other than drug-first treatment on A549 and SNB19 tumor cell lines. Cell samples were treated with either NVP-AUY922 or NVP-BEP800 one hour before IR and kept in the drug-containing medium for up to 48 hours (simultaneous drug-IR treatment). Our findings showed that depending on the tumor cell line, the combination of Hsp90 inhibition and irradiation may result in radiosensitization or apoptosis of cancer cell lines. It is advised to adjust the sequence of treatment, involving Hsp90 inhibition and irradiation, on the basis of the genetic background of tumor cells. Before entering the clinic, novel therapeutics should be tested on non-malignant tissue to exclude their possible toxic activities. Thus, we applied the simultaneous drug-IR treatment on human skin fibroblast strains. This work showed that Hsp90 inhibitors NVP-AUY922 and NVP-BEP800 preferentially sensitize tumor cells to radiation, whereas the effect(s) on normal fibroblasts was much weaker. The exact mechanisms underlying the Hsp90 inhibitors’ selectivity towards malignant cells remain to be elucidated. It was shown previously that the administration of Hsp90 inhibitors, including NVP-AUY922 and NVP-BEP800, induces heat shock response (Niewidok et al. 2012). Heat shock response triggers the up-regulation of Hsp70, which, due to its strong anti-apoptotic properties, might be responsible for reducing the effects of Hsp90 inhibition. The transfection with Hsp70 siRNA suppressed the NVP-AUY922-induced over-expression of the target protein. However, on the long-term scale, it did not influence the radiosensitivity of A549 and SNB19 cells. To summarize, the use of siRNA proved that Hsp70 inhibition could be used to support Hsp90 inhibition on the short-term scale. Therefore, for future works, more potent and stable methods of Hsp70 inhibition are needed. This thesis presented the effects induced by two novel Hsp90 inhibitors NVP-AUY922 and NVP-BEP800, in combination with irradiation in tumor cell lines as well as in normal skin fibroblasts. Hsp70 pre-silencing was tested as a method for improving radiosensitizing potential of NVP-AUY922. These results support the use of NVP-AUY922 and NVP-BEP800 in combination with irradiation in future clinical trials. / Trotz aller wissenschaftlicher Fortschritte, die in den letzten Jahren in der Onkologie erfolgten, ist Krebs eine der Haupttodesursachen in den wirtschaftlich entwickelten Ländern. Das Hitzeschockprotein 90 (Hsp90) stellt ein vielversprechendes neues Target für die Krebstherapie dar, weil es einen großen Anteil des Proteingleichgewichts in jeder humanen Zelle durch Faltung und Aktivierung seiner Klientenproteine kontrolliert (Picard et al. 2002, Trepel et al. 2010). Es wurde gezeigt, dass Hsp90 Inhibitoren starke anti-proliferative Eigenschaften in vitro (Smith et al. 2005) und in vivo aufweisen (Supko et al. 1995). Außerdem führte die Hsp90 Inhibition zur Radiosensibilisierung unterschiedlicher Tumorzelllinien (Bisht et al. 2003, Stingl et al.2010, Schilling et al. 2011). Vor Kurzem wurde in unserer Arbeitsgruppe gezeigt, dass die neuartigen Hsp90 Inhibitoren NVP-AUY922 und NVP-BEP800 zur Erhöhung der Strahlenempfindlichkeit der Tumorzelllinien führen (Stingl et al. 2010). Die Krebszellen wurden 24 Stunden vor der Bestrahlung behandelt und bestrahlt (‚drug-first’ Behandlungsschema). In dieser Doktorarbeit wurden die Effekte eines anderen Behandlungsschemas auf die A549 und SNB19 Tumorzelllinien untersucht. Die Zellen wurden entweder mit NVP-AUY922 oder NVP-BEP800 eine Stunde vor der Bestrahlung behandelt und bis zu 48 Stunden nach der Bestrahlung weiterhin mit Hsp90 Inhibitor kultiviert (simultane drug-IR Behandlungsschema). Zusammenfassend zeigen die hier gewonnenen Ergebnisse, dass abhängig von der Tumorzelllinie, die Kombination der Hsp90 Inhibition mit Bestrahlung zur Radiosensibilisierung oder zur Apoptose führen kann. Die Reihenfolge der Behandlung mit Hsp90 Inhibitoren und Bestrahlung sollte individuell der Tumorart und den vorliegenden Mutationen angepasst werden. Bevor Medikamente in der Klinik angewendet werden können, müssen sie auf nicht-malignem Gewebe getestet werden, um eine mögliche toxische Wirkung auszuschließen. Deshalb wurden in der vorliegenden Arbeit die zwei humane Hautfibroblastenlinien HFib1 und HFib2 nach dem simultanen Behandlungsschema mit Hsp90 Inhibitoren und Bestrahlung behandelt. Diese Arbeit zeigte, dass NVP-AUY922 und NVP-BEP800 Tumorzelllinien für die Bestrahlung sensibilisieren, wohingegen der Einfluss von Hsp90 Inhibitoren auf normale Fibroblasten geringer war. Der exakte Mechanismus der Selektivität der Hsp90 Inhibitoren auf Krebszellen ist aber noch unbekannt und erfordert weitere Experimente. Die Behandlung mit N-terminalen Hsp90 Inhibitoren, zum Beispiel mit NVP-AUY922 oder mit NVP-BEP800, induziert die Hitzeschockantwort und unter anderem die Hochregulierung von Hsp70 (Niewidok et al. 2012). Hsp70 ist bekannt für seine starken anti-apoptotischen Eigenschaften, die das therapeutische Potenzial der Hsp90 Inhibitoren reduzieren können. Die Behandlung mit siRNA reduzierte die von NVP-AUY922 induzierte Hsp70-Überexpression, aber beeinflusste nicht die Strahlenempfindlichkeit der Tumorzelllinien A549 und SNB19. Die Transfektion mit siRNA hat bewiesen, dass die Hsp70 Inhibition als eine Unterstützung der Hsp90 Inhibition dienen kann. Dies ist jedoch eine kurzzeitige Methode der Hemmung und alternative Methoden zur Hemmung der Hsp70 Aktivitäten nötig sind. Die in dieser Arbeit gewonnen Erkenntnisse erläutern die Effekte, die von zwei neuartigen Hsp90 Inhibitoren NVP-AUY922 und NVP-BEP800 in Kombination mit Bestrahlung induziert werden, sowohl in Tumorzelllinien als auch in normalen Hautfibroblasten. Hsp70-Silencing wurde als Methode zur Erhöhung des radiosensibilisierenden Potenzials des Inhibitor NVP-AUY922 getestet. Alle diese Resultate zusammen sprechen für eine Anwendung von NVP-AUY922 und NVP-BEP800 in klinischen Studien, die alleine oder in Kombination mit Bestrahlung erfolgen könnte.

Das Targeting des MEK-Proteins in Krebszellen führt in der Regel zu einer erworbenen Resistenz gegen MEK-Inhibitoren und zur Aktivierung des überlebenswichtigen Proteins Akt. Da sowohl MEK als auch Akt Clienten des Hsp90-Chaperonsystems sind, untersucht die vorliegende Arbeit die Reaktionen von bestrahlten Lungenkarzinom- (A549) und Glioblastom- (SNB19) Zelllinien auf eine kombinierte MEK- und Hsp90-Hemmung. Unerwarteterweise verbesserte der 24 h vor der Bestrahlung verabreichte MEK-Inhibitor PD184352 das Zellüberleben durch Hochregulation von MEK und Erk1/2, aber auch von Akt. Im Gegensatz dazu reduzierte PD184352, das 1 h vor der Bestrahlung zugegeben wurde, die Expression von Erk stark und regulierte Akt in beiden Zelllinien nicht hoch. Als Ergebnis verstärkte der MEK-Inhibitor die radiosensibilisierende Wirkung des Hsp90-Inhibitors NVP-AUY922 in Glioblastomzellen (SNB19). / Targeting MEK protein in cancer cells usually leads to acquired resistance to MEK inhibitors and activation of the prosurvival protein Akt. Since both MEK and Akt are clients of the Hsp90 chaperone system, the present study explores the responses of irradiated lung carcinoma A549 and glioblastoma SNB19 cell lines to combined MEK and Hsp90 inhibition. Unexpectedly, the MEK inhibitor PD184352 administered 24 h prior to irradiation, enhanced cell survival through upregulation of not only MEK and Erk1/2 but also of Akt. In contrast, PD184352 added 1 h before irradiation strongly reduced the expression of Erk and did not upregulate Akt in both cell lines. As a result, the MEK inhibitor increased the radiosensitizing effect of the Hsp90 inhibitor NVP-AUY922 in glioblastoma SNB19 cells.

Universiẗat, FB Medizin, Diss.--Hamburg, 2007.

Techn. Universiẗat, Diss., 2005--München.

Darmstadt, Techn. Univ., Diss., 2004. / Dateien im PDF-Format

Darmstadt, Techn. Univ., Diss., 2002.

Die Strahlentherapie ist neben der Chemotherapie und einer operativen Entfernung die stärkste Waffe für die Bekämpfung bösartiger Tumore in der Krebsmedizin. Nach Herz-Kreislauf-Erkrankungen ist Krebs die zweithäufigste Todesursache in der westlichen Welt, wobei Prostatakrebs heutzutage die häufigste, männliche Krebserkrankung darstellt. Trotz technologischer Fortschritte der radiologischen Verfahren kann es noch viele Jahre nach einer Radiotherapie zu einem Rezidiv kommen, was zum Teil auf die hohe Resistenzfähigkeit einzelner, entarteter Zellen des lokal vorkommenden Tumors zurückgeführt werden kann. Obwohl die moderne Strahlenbiologie viele Aspekte der Resistenzmechanismen näher beleuchtet hat, bleiben Fragestellungen, speziell über das zeitliche Ansprechen eines Tumors auf ionisierende Strahlung, größtenteils unbeantwortet, da systemweite Untersuchungen nur begrenzt vorliegen. Als Zellmodelle wurden vier Prostata-Krebszelllinien (PC3, DuCaP, DU-145, RWPE-1) mit unterschiedlichen Strahlungsempfindlichkeiten kultiviert und auf ihre Überlebensfähigkeit nach ionisierender Bestrahlung durch einen Trypanblau- und MTT-Vitalitätstest geprüft. Die proliferative Kapazität wurde mit einem Koloniebildungstest bestimmt. Die PC3 Zelllinie, als Strahlungsresistente, und die DuCaP Zelllinie, als Strahlungssensitive, zeigten dabei die größten Differenzen bezüglich der Strahlungsempfindlichkeit. Auf Grundlage dieser Ergebnisse wurden die beiden Zelllinien ausgewählt, um anhand ihrer transkriptomweiten Genexpressionen, eine Identifizierung potentieller Marker für die Prognose der Effizienz einer Strahlentherapie zu ermöglichen. Weiterhin wurde mit der PC3 Zelllinie ein Zeitreihenexperiment durchgeführt, wobei zu 8 verschiedenen Zeitpunkten nach Bestrahlung mit 1 Gy die mRNA mittels einer Hochdurchsatz-Sequenzierung quantifiziert wurde, um das dynamisch zeitversetzte Genexpressionsverhalten auf Resistenzmechanismen untersuchen zu können. Durch das Setzen eines Fold Change Grenzwertes in Verbindung mit einem P-Wert < 0,01 konnten aus 10.966 aktiven Genen 730 signifikant differentiell exprimierte Gene bestimmt werden, von denen 305 stärker in der PC3 und 425 stärker in der DuCaP Zelllinie exprimiert werden. Innerhalb dieser 730 Gene sind viele stressassoziierte Gene wiederzufinden, wie bspw. die beiden Transmembranproteingene CA9 und CA12. Durch Berechnung eines Netzwerk-Scores konnten aus den GO- und KEGG-Datenbanken interessante Kategorien und Netzwerke abgeleitet werden, wobei insbesondere die GO-Kategorien Aldehyd-Dehydrogenase [NAD(P)+] Aktivität (GO:0004030) und der KEGG-Stoffwechselweg der O-Glykan Biosynthese (hsa00512) als relevante Netzwerke auffällig wurden. Durch eine weitere Interaktionsanalyse konnten zwei vielversprechende Netzwerke mit den Transkriptionsfaktoren JUN und FOS als zentrale Elemente identifiziert werden. Zum besseren Verständnis des dynamisch zeitversetzten Ansprechens der strahlungsresistenten PC3 Zelllinie auf ionisierende Strahlung, konnten anhand der 10.840 exprimierten Gene und ihrer Expressionsprofile über 8 Zeitpunkte interessante Einblicke erzielt werden. Während es innerhalb von 30 min (00:00 - 00:30) nach Bestrahlung zu einer schnellen Runterregulierung der globalen Genexpression kommt, folgen in den drei darauffolgenden Zeitabschnitten (00:30 - 01:03; 01:03 - 02:12; 02:12 - 04:38) spezifische Expressionserhöhungen, die eine Aktivierung schützender Netzwerke, wie die Hochregulierung der DNA-Reparatursysteme oder die Arretierung des Zellzyklus, auslösen. In den abschließenden drei Zeitbereichen (04:38 - 09:43; 09:43 - 20:25; 20:25 - 42:35) liegt wiederum eine Ausgewogenheit zwischen Induzierung und Supprimierung vor, wobei die absoluten Genexpressionsveränderungen ansteigen. Beim Vergleich der Genexpressionen kurz vor der Bestrahlung mit dem letzten Zeitpunkt (00:00 - 42:53) liegen mit 2.670 die meisten verändert exprimierten Gene vor, was einer massiven, systemweiten Genexpressionsänderung entspricht. Signalwege wie die ATM-Regulierung des Zellzyklus und der Apoptose, des NRF2-Signalwegs nach oxidativer Stresseinwirkung und die DNA-Reparaturmechanismen der homologen Rekombination, des nicht-homologen End Joinings, der MisMatch-, der Basen-Exzision- und der Strang-Exzision-Reparatur spielen bei der zellulären Antwort eine tragende Rolle. Äußerst interessant sind weiterhin die hohen Aktivitäten RNA-gesteuerter Ereignisse, insbesondere von small nucleolar RNAs und Pseudouridin-Prozessen. Demnach scheinen diese RNA-modifizierenden Netzwerke einen bisher unbekannten funktionalen und schützenden Einfluss auf das Zellüberleben nach ionisierender Bestrahlung zu haben. All diese schützenden Netzwerke mit ihren zeitspezifischen Interaktionen sind essentiell für das Zellüberleben nach Einwirkung von oxidativem Stress und zeigen ein komplexes aber im Einklang befindliches Zusammenspiel vieler Einzelkomponenten zu einem systemweit ablaufenden Programm. / The use of radiotherapy in addition to chemotherapy and surgical removal is the most powerful instrument in the fight against malignant tumors in cancer medicine. After cardiovascular diseases, cancer is the second leading cause of death in the western world, in which prostate cancer is the most frequent male cancer. Despite continuous technological improvements in radiological instruments and prognosis, it may occur a recurrence up to many years after radiotherapy due to a high resistance capability of individual malignant cells of the locally occurring tumor. Although modern radiation biology has studied many aspects of the resistance mechanisms, questions are largely unanswered especially in regards to prognostic terms and time response of tumor cells to ionizing radiation. As cellular models four prostate cancer cell lines with different radiation sensitivities (PC3, DuCaP, DU-145, RWPE-1) were cultured and tested for their ability to survive after exposure to ionizing radiation by a trypane blue and MTT viability assay. The proliferative capacity of the four cell lines was determined using a colony formation assay. The PC3 cell line (radiation-resistant) and the DuCaP cell line (radiation-sensitive) showed the maximal differences in terms of radiation sensitivity. Based on these results the two cell lines were selected to allow identification of potential prognostic marker for predicting the effectiveness of radiation therapy via their transcriptome-wide gene expression. Furthermore, a time series experiment with the radiation-resistant PC3 cell line was performed. At 8 different time points, during the period from 00:00 - 42:53 (hh:mm) after exposure with 1 Gy, the mRNA was quantified by next generation sequencing to investigate the dynamic behavior of time-delayed gene expression and to discover resistance mechanisms. Of 10,966 expressed genes 730 were significant differentially expressed, determined by setting a fold change threshold in conjunction with a P-value < 0.01. Of those 305 were more strongly expressed in PC3 cell line and 425 were more strongly expressed in the DuCaP cell line. Within these 730 genes many known stress-associated genes could be found, such as the two trans-membrane protein genes CA9 and CA12, which are associated with increased radiation resistance. By calculating a network score interesting networks were derived by the GO and KEGG databases. In particular the GO categories aldehyde dehydrogenase [NAD(P)+] activity (GO:0004030) as well as the KEGG pathway of O-glycan biosynthesis (hsa00512) seems to be remarkably relevant. An interaction analysis revealed two promising networks with the transcription factors JUN and FOS as central elements. High expression of the JUN network would be stand as indicator for radiation resistance whereas a high expression of the FOS network is equated with radiation sensitivity. Interesting insights could be achieved by analyzing the 10,840 expressed genes of the PC3 cell line and its expression profile over the 8 time points. Shortly after irradiation (00:00 - 00:30) a transcriptome-wide down-regulation occurred, within the next three, short time periods (00:30 - 01:03; 01:03 - 02:12; 02:12 - 04:38) a predominant increase of gene expression and the activation of protective networks followed, such as the up-regulation of DNA repair systems or the arresting of cell cycle. In the ensuing three time periods (4:38 - 09:43; 09:43 - 20:25; 20:25 - 42:35) a balance between gene induction and suppression was present and the absolute gene expression change was increased. When comparing the gene expression prior to irradiation with the last time point (00:00 - 42:53) 2,670 genes were differentially expressed, suggesting a massive and system-wide change of gene expression. Signaling pathways such as the ATM-regulated cell cycle and apoptosis, the Nrf2 pathway after oxidative stress exposure, the DNA repair mechanisms of homologous recombination, the non-homologous end joining, the mismatch repair, base-excision repair and strand-excision repair play a major role. Very interesting are the high activity of RNA-driven events, especially activities of small nucleolar RNAs and pseudouridine processes. This suggests that these RNA-modifying networks could have a hitherto unknown functional and protective effect on cell survival after exposure to ionizing radiation. All these protective networks and their time-specific interactions are essential for the survival of cells after exposure to oxidative stress and show a complex but consistent interaction of many individual components to a system-wide running program.

Background: Highly infiltrative growth and resistance to radiation as well as chemotherapy contribute to a poor prognosis of glioblastoma. To improve the survival of patients with glioblastoma, further research to uncover the complex signaling network is essential. Due to the central role of the signaling adaptor lamellipodin in nervous system development and cell migration, a function of lamellipodin in glioblastoma is conceivable. However, the specific function of lamellipodin in the invasion and radioresistance of glioblastoma is so far entirely unknown. Therefore, the present work investigates the invasion and radioresistance of glioblastoma cells and the underlying signaling mechanism under the influence of lamellipodin. Material and Methods: Expression of lamellipodin was evaluated in human astrocytes and nine glioblastoma cell lines by Western blot analysis. Localization of lamellipodin in glioblastoma cells was analyzed by applying immunofluorescence staining. The effects of lamellipodin silencing by siRNA on the glioblastoma characteristics invasion, survival, and residual DNA double strand breaks (DSB) upon X-ray irradiation, proliferation, apoptosis, and senescence were investigated. Alterations in molecular signaling were analyzed by phosphoproteome analysis upon control and lamellipodin depletion combined with/-out X-ray irradiation in A172 cells. Colony formation assays were performed after single and double knockdown of lamellipodin and the affected proteins to connect latter findings to clonogenic survival. Direct lamellipodin binding partners were explored using mass spectrometry analysis. Validation of protein-protein interaction was determined by immunoprecipitation and proximity ligation assay. Clonogenic survival assay was performed after triple knockdown of lamellipodin, previous proteins identified by phosphoproteome, and the direct interaction partner of lamellipodin. Hierarchical analysis was performed by analyzing the expression and phosphorylation of the determined proteins by immunoblot. Results: Lamellipodin was shown to be expressed and phosphorylated in varying amounts in the glioblastoma cell culture panel, with a preferential localization in membrane protrusions and the cytoplasm. The siRNA-specific depletion of lamellipodin tremendously decreased glioblastoma invasion and proliferation while exerting no impact on apoptosis or senescence. Moreover, seven of the nine studied glioblastoma cell lines were radiosensitized by lamellipodin silencing without affecting the number of residual DNA double strand breaks, while its overexpression improved radiation survival. Mechanistically, the loss of lamellipodin impaired the phosphorylation of nine proteins (EIF2A, EGFR, FOS, MKK6, NFKBIA, PRKAA2, RSK2, SRC, and TAK1), which are mostly implicated in the EGFR-MAPK signaling. The combinational silencing of lamellipodin and the relevant proteins achieved overall radiosensitization in A172 and U343MG cells. Furthermore, mass spectrometric analysis of lamellipodin immunoprecipitates demonstrated that the lamellipodin interactome alters in response to X ray irradiation conditions. RICTOR was confirmed as a direct linker of lamellipodin to the EGFR-MAPK signaling by immunoprecipitation and proximity ligation assay. In addition, triple depletion of lamellipodin, RICTOR, and EGFR resulted in similar degrees of radiosensitization as reported for lamellipodin knockdown, highlighting their superimposable role in glioblastoma radiation response. In line, lamellipodin silencing increased EGFR expression and phosphorylation, while lamellipodin phosphorylation was decreased upon EGFR deficiency. Conclusion: The results uncover the crucial function of lamellipodin for invasion, proliferation, and radiosensitivity of glioblastoma cells. Based on molecular analyses, lamellipodin was discovered as a determinant of EGFR signaling by interacting with RICTOR. Based on these data, the complexity of the signaling networks conducting radiation survival is broadened by adding the adaptor protein lamellipodin. / Hintergrund: Ein stark infiltrierendes Wachstum und Resistenzen gegenüber Bestrahlung und Chemotherapie tragen zu einer schlechten Prognose des Glioblastoms bei. Um die Therapie des Glioblastoms zu verbessern, ist die weitere Erforschung des komplexen Signalnetzwerkes notwendig. Aufgrund der essentiellen Rolle des Signaladaptors Lamellipodin für die Entwicklung des Nervensystems und der Migration von Zellen ist eine Funktion von Lamellipodin im Glioblastom vorstellbar. Die spezifische Funktion von Lamellipodin in der Invasion und Strahlenresistenz des Glioblastoms ist allerdings bisher völlig unbekannt. Die vorliegende Arbeit untersucht daher die Invasion und Strahlenresistenz von Glioblastomzellen sowie den zugrundliegenden molekularen Mechanismus im Hinblick auf Lamellipodin. Material und Methoden: Die Expression von Lamellipodin wurde in humanen Astrozyten und neun Glioblastom-Zelllinien mittels Western Blot Analyse untersucht. Die Lokalisierung von Lamellipodin in Glioblastomzellen wurde mit Immunfluoreszenzfärbung analysiert. Die Auswirkungen eines Lamellipodin-Knockdown mittels siRNA auf die Glioblastom-Eigenschaften Invasion, Überleben und residuale DNA-Doppelstrangbrüche (DSB) bei Röntgenbestrahlung, Proliferation, Apoptose und Seneszenz wurden untersucht. Veränderungen in molekularen Signalwegen wurden durch Phosphoproteomanalyse nach Kontroll- und Lamellipodin-Knockdown in Kombination mit und ohne Röntgenbestrahlung in A172 Zellen analysiert. Koloniebildungsassays wurden nach einfachem und doppeltem Knockdown von Lamellipodin und den betroffenen Proteinen durchgeführt, um letztere Ergebnisse mit dem klonogenen Überleben in Verbindung zu bringen. Direkte Lamellipodin-Bindungspartner wurden mittels massenspektrometrischer Analyse untersucht. Die Validierung der Protein-Protein-Interaktion wurde durch Immunpräzipitation und Proximity Ligation Assay bestimmt. Ein klonogenes Überlebensassay wurde nach dreifachem Knockdown von Lamellipodin, durch das Phosphoproteom identifizierten Proteinen und dem direkten Interaktionspartner von Lamellipodin durchgeführt. Die hierarchische Analyse erfolgte durch Analyse der Expression und Phosphorylierung der ermittelten Proteine mittels Immunblot. Ergebnisse: Die Expression und Phosphorylierung von Lamellipodin war unterschiedlich in den Glioblastomzelllinien. Die siRNA-vermittelte Deletion von Lamellipodin verringerte die Invasion und Proliferation von Glioblastomzellen enorm, während die Reduktion von Lamellipodin keine Auswirkungen auf Apoptose oder Seneszenz hatte. Darüber hinaus wurden sieben der neun untersuchten Glioblastomzelllinien durch das Ausschalten von Lamellipodin radiosensibilisiert, ohne dass sich dies auf die Anzahl der residualen DNA-Doppelstrangbrüche auswirkte, während die Überexpression von Lamellipodin das Überleben nach Bestrahlung verbesserte. Mechanistisch beeinträchtigte der Verlust von Lamellipodin die Phosphorylierung von neun Proteinen (EIF2A, EGFR, FOS, MKK6, NFKBIA, PRKAA2, RSK2, SRC und TAK1), die hauptsächlich an der EGFR-MAPK-Signalübertragung beteiligt sind. Die kombinierte Ausschaltung von Lamellipodin und den relevanten Proteinen führte zu einer allgemeinen Radiosensibilisierung in den Zelllinien A172 und U343MG. Darüber hinaus zeigte die massenspektrometrische Analyse von Lamellipodin-Immunpräzipitaten, dass sich das Lamellipodin-Interaktom als Reaktion auf Röntgenbestrahlung verändert. RICTOR wurde durch Immunpräzipitation und Proximity Ligation Assay als direktes Bindeglied von Lamellipodin zum EGFR-MAPK-Signalweg identifiziert. Darüber hinaus führte die dreifache Deletion von Lamellipodin, RICTOR und EGFR zu einem ähnlichen Grad an Radiosensibilisierung wie der Knockdown von Lamellipodin, was ihre gemeinsame Rolle bei der Strahlenreaktion von Glioblastomen unterstreicht. Darüber hinaus erhöhte die Ausschaltung von Lamellipodin die EGFR-Expression und -Phosphorylierung, während die Lamellipodin-Phosphorylierung bei EGFR-Mangel verringert wurde. Schlussfolgerung: Die Ergebnisse decken die entscheidende Funktion von Lamellipodin für die Invasion, Proliferation und Radiosensitivität von Glioblastomzellen auf. Basierend auf molekularen Analysen wurde Lamellipodin als eine Determinante der EGFR-Signalübertragung durch Interaktion mit RICTOR identifiziert. Auf der Grundlage dieser Daten wird die Komplexität des Signalnetzwerks, welches das Überleben durch Strahlung reguliert, durch das Adaptorprotein Lamellipodin erweitert.

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