Burkitt's lymphoma (BL) is a very aggressive, germinal center-derived B cell lymphoma. It mostly occurs in children from equatorial Africa who carry both the Epstein-Barr virus and the pathogens for malaria. Aside from this endemic form, there are also sporadic and immunosuppressive forms of BL. The most important characteristics are both the “starry sky” macrophages - from a histological point of view - and the translocation of MYC to one of the immunoglobulin enhancers at the molecular level. In addition to MYC overexpression several mutations, e.g. in p53 or cyclin D3, or constitutive active PI3-kinase signaling contribute to lymphoma genesis.
Furthermore, NFAT factors seem also to play a crucial role. In human BL cell lines and murine Myc-driven tumors, the pro survival factor NFATc1 is highly expressed and present in the nuclei. To interfere with the NFAT pathway in lymphoma formation, I tested the “classical” way by inhibition of calcineurin (CN) with CsA, FK506 or VIVIT. Surprisingly, CN inhibition was not sufficient to induce a complete cytoplasmic translocation of NFATc1. Furthermore, CN inhibitors affected cellular survival and proliferation only at atypical high concentrations. Investigation of other pathways, like the PI3-kinase or JAK3, excluded the possibility that they promote NFATc1 activity. Finally, I treated NFATc1 over-expressing BL and pancreatic cancer cell lines with gallium nitrate that turned out to be a very potent inhibitor of cell survival. Gallium nitrate suppressed NFATc1 and MYC transcription though protein stability was not affected.
Regarding the regulation of NFATc1 by MYC-overexpression, the data obtained in my work suggested that (1) NFATc1 mRNA level is down-regulated in murine cells, (2) NFATc1 protein level is up-regulated in both human and murine cells, and (3) MYC supports NFATc1’s nuclear residence.
Finally, I discovered Myc-driven tumor cells as potential “starry sky” macrophages. Under certain conditions, mainly concerning calcium signaling, they change their outward appearance, surface marker expression, and gain the ability for phagocytosis.
For the future, the discovery that gallium acts through NFATc1 in BL and probably numerous other cancer types opens up new strategies for therapeutic interventions. / Das Burkitt Lymphom (BL) ist ein sehr aggressives, aus dem Keimzentrum entsprungenes, B Zell Lymphom. Es tritt meisten in Kindern aus Äquatorialafrika auf, welche sowohl das EB-Virus als auch den Malariaerreger in sich tragen. Neben dieser endemischen Form gibt es auch eine sporadische und eine Immundefizienz-assozierte Form. Die wichtigsten Charakteristika sind aus Sicht der Histologie die "Sternenhimmelmakrophagen" und aus molekulargenetischer Sicht die Translokation des MYC-Onkogens in die Region eines Immunglobulingens. Zusätzlich zur MYC-Überexpression spielen viele weitere Mutationen, z. B. im p53 oder Cyclin D3 Gen, oder eine konstitutive PI3-Kinase eine wichtige Rolle in der Lymphomgenese.
Des Weiteren spielen NFAT Faktoren eine wichtige Rolle: In BL Zelllinien und MYC-Tumoren aus der Maus sind die Überlebensfaktoren NFATc1 regelhaft vorhanden und im Zellkern, also in ihrer aktiven Form präsent.
Um den NFAT Signalweg therapeutisch anzugehen, testete ich die "klassischen" Calcineurininhibitoren, wie CsA, FK506 und VIVIT. Überraschenderweise war eine Translokation von NFATc1 in das Zytoplasma nicht zu erreichen und nur atypisch hohe Konzentrationen der o.g. Wirkstoffe verhinderten das Wachstum der BL Zellen. Die Untersuchung anderer Signalwege, wie der PI3-Kinase- oder JAK3-Weg, zeigten keinen Einfluss auf NFATc1.
Schlussendlich konnten BL-Zellen und Pankreaskarzinom-Zellen mit Galliumnitrat effektiv behandelt werden, welches sich als potentes Mittel herausstellte. Galliumnitrat unterdrückt dabei die Transkription von NFATc1 und MYC, wobei die Proteinstabilität unberührt bleibt. .
MYC-Überexpression reguliert NFATc1 dahingehend, dass (1) NFATc1 mRNA Konzentrationen supprimiert werden (in Mauszellen), (2) NFATc1 Proteinkonzentrationen hochreguliert werden und (3) MYC die Kernlokalisation von NFATc1 unterstützt.
Letztendlich konnte ich MYC-gesteuerte Tumorzellen als potenzielle "Sternenhimmelmakrophagen" entlarven: Unter bestimmten Umständen, hauptsächlich Kalzium- konzentrationen und signalwege betreffend, verändern sie ihr Aussehen, Oberflächenmarkerexpression und gewinnen die Fähigkeit zur Phagozytose.
Zukünftig eröffnet die Entdeckung von Galliumsalzen als Krebstherapeutika und ihre Wirkung auf NFATc1 im Burkitt Lymphom weitere therapeutische Ansätze für zahlreiche weitere Tumorentitäten.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-wuerzburg.de/oai:opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de:13309 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Fender, Hendrik Eike |
| Source Sets | University of Würzburg |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | doctoralthesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/doku/lic_mit_pod.php, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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