Funktionelle Charakterisierung der Interaktion zwischen dem Multidrug Resistenz 1 Protein und Caveolin 1 und deren Bedeutung für die Radioprotektion von Normalgewebszellen

• Applicant: Privatdozent Dr. Carsten Herskind
• Subject Area: Nuclear Medicine, Radiotherapy, Radiobiology
• Term: from 2012 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 206439243

Das Multidrug Resistenz 1 (MDR1) Gen schützt durch seine Efflux-Pumpenfunktion nicht nur gegenüber verschiedenen Chemotherapeutika, sondern vermittelt auch Schutz gegenüber durch ionisierende Strahlung induzierte Apoptose. Das ebenfalls in der Zellmembran lokalisierte Caveolin 1 (CAV1) ist dort an der Bildung von Cavolae und Membranvesikeln beteiligt und gilt in Normalzellen als Tumorsuppressor. Allerdings ist die Expression häufig in fortgeschrittenen Tumoren erhöht, und CAV1 kann dort als Resistenzfaktor gegenüber ionisierender Strahlung wirken. Mehrere Studien weisen auf eine enge Verbindung zwischen MDR1 und CAV1 hin. So sind beide Gene oft gleichzeitig in Tumorzellen gegenüber den entsprechenden Normalgewebszellen verstärkt exprimiert. Außerdem wird die Transportfunktion von MDR1 über die Phosphorylierung von CAV1 reguliert. In eigenen Vorarbeiten haben wir die humane lymphoblastoide TK6-Zelllinie, die endogen weder MDR1 noch CAV1 exprimiert, als ein In-vitro-Modellsystem verwendet, das nach lentiviraler Transduktion entweder MDR1 oder CAV1 stabil exprimiert. Damit konnten wir zeigen, dass Überexpression von MDR1 die strahleninduzierte Apoptose unterdrückt und zu einem verbesserten klonogenen Überleben führt. Die Überexpression von CAV1 unterdrückt dagegen die frühe strahleninduzierte Apoptose, was in einer verstärkten Proliferation resultiert, aber das klonogene Überleben nicht steigert. Als Kontrolle für die CAV1-spezifische Funktion haben wir einen lentiviralen shRNA-Vektor für den spezifischen Knockdown von CAV1 kloniert und erfolgreich validiert. Ziele des Projektes sind• Untersuchung der Mechanismen der Interaktion zwischen MDR1 und CAV1 bei der Radioresistenz• Funktionelle Untersuchungen zur Inhibition der Apoptose durch MDR1 und CAV1: Bedeutung vonMDR1 für die radioresistente Wirkung von CAV1 sowie die Regulierung der antiapoptotischenFunktion von MDR1 durch CAV1• Ermittlung der Relevanz der Phosphorylierung von CAV1 (CAV1Y14F) für die Interaktion mit MDR1und dessen Funktionalität• Studien zur (Ko)-Lokalisierung von MDR1 und CAV1 in der Zellmembran/in Organellmembranen

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Persons: Privatdozent Dr. Patrick Maier; Professor Dr. Frederik Wenz