Nicht-kleinzelliger Lungenkrebs (NSCLC) hat bis heute einen hohen medizinischen Bedarf an effektiveren Therapien. Inhibitoren der Bromodomain and extra-terminal domain (BET) Familie wie JQ1 wirken in verschiedenen Krebsarten, einschließlich Lungenkrebs. Während ihre Aktivität auf die Expression von Onkogenen wie c-Myc in vielen Studien untersucht wurde, bleibt der Effekt von BET-Inhibition auf den Apoptose Signalweg weitgehend unbekannt. In dieser Arbeit wurde die Aktivität von BET-Inhibitoren auf den Zellzyklus und auf Komponenten der Apoptose-Antwort der Zelle untersucht. Genomweite Transkriptionsanalysen haben zusammen mit Chromatin Immunpräzipitation und anschließender Sequenzierung geholfen das MYC Gen und dessen assoziierte Super-enhancer als primäres Ziel des BET-Inhibitors JQ1 zu identifizieren. Mittels einer Gruppe von NSCLC Modellen belegt diese Arbeit, dass Zelllinien die auf die BET-Inhibitoren reagieren in Apoptose gehen und eine Reduktion der S-Phasen Population zusammen mit gleichzeitiger de-regulation der c-Myc Expression aufwiesen. Andererseits konnte die ektopische Überexpression von c-Myc der anti-proliferativen Wirkung entgegenwirken. Die Auswirkung von BET-Inhibition auf die Expression von 370 Genen, die in der Apoptose Regulation involviert sind, wurde in sensitiven und resistenten Zellen verglichen und dabei wurde die starke BET-Abhängigkeit der Expression von zwei Schlüsselgenen der Apoptose FLIP und XIAP festgestellt. Die Kombination von JQ1 mit dem tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL) oder dem Chemotherapeutikums Cisplatin die verstärke die Induktion von Apoptose in sowohl BET-Inhibitor sensitiven als auch in resistenten Zellen. Des Weiteren zeigte die Kombination einen verbesserten Antitumor-Effekte in A549 tumortragenden Mäusen. Insgesamt zeigen diese Ergebnisse, dass die Identifizierung von BET-abhängigen Genen unterstützend für die Wahl von therapeutischen Kombinationspartnern in der Krebsbehandlung sein kann. / Non-small cell lung cancer (NSCLC) has a high medical need for more effective therapies. Small molecule inhibitors of the bromodomain and extra terminal domain (BET) family such as JQ1 are active in different cancer types, including lung cancer. While their activity on oncogene expression such as c-Myc has been addressed by many studies, the effects of BET inhibition on the apoptotic pathway remain largely unknown. This work evaluates the activity of BET bromodomain inhibitors on cell cycle distribution and on components of the apoptotic response. Genome-wide transcriptional analyses together with chromatin immunoprecipitation followed by sequencing helped to identify the MYC gene and associated super-enhancers as a primary target of JQ1. Using a panel KRAS-mutated NSCLC models, it was found that cell lines responsive to BET inhibitors underwent apoptosis and reduced their S-phase population, concomitant with down-regulation of c-Myc expression. Conversely, ectopic c-Myc overexpression rescued the anti-proliferative effect of JQ1. The effects of BET inhibition on the expression of 370 genes involved in apoptosis were compared in sensitive and resistant cells and the expression of the two key apoptosis regulators FLIP and XIAP was found to be highly BET-dependent. Consistent with this, combination treatment of JQ1 with the tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL) or the pro-apoptotic chemotherapeutic agent cisplatin enhanced induction of apoptosis in both BET inhibitor sensitive and resistant cells. Furthermore the combination of JQ1 with cisplatin led to significantly improved anti-tumor efficacy in A549 tumor-bearing mice. Altogether these results show that the identification of BET-dependent genes provides guidance for the choice of drug combinations in cancer treatment.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:HUMBOLT/oai:edoc.hu-berlin.de:18452/18317 |
| Date | 21 December 2016 |
| Creators | Klingbeil, Olaf |
| Contributors | Ehrenhofer-Murray, Ann, Haendler, Bernhard, Ocker, Matthias |
| Publisher | Humboldt-Universität zu Berlin, Lebenswissenschaftliche Fakultät |
| Source Sets | Humboldt University of Berlin |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | doctoralThesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | Namensnennung, http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/de/ |
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