Untersuchung des intrazellulären Transports des Prostataspezifischen Membranantigens (PSMA) und Entwicklung diesbezüglich optimierter PSMA-spezifischer Aptamer-Therapeutika.
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Untersuchungen der Bindung und des Transportes an und in PSMA+ Zellen ergaben jedoch, dass A9g eine zuvor nicht dokumentierte Affinität zu anderen Oberflächenproteinen besitzt. Aufgrund dessen wurde nach Ablauf der Hälfte der Stipendiumszeit das Teilziel der intrazellulären Detektion von PSMA durch A9g als nicht realisierbar eingestuft und der Fokus der Arbeiten stattdessen auf die Optimierung der Aptamer-siRNA-Chimären (AsiCs) sowie die Aufklärung der Bindung an PSMA gelegt. Eine für die Dicer-Prozessierung überlegene AsiCs-Architektur konnte ermittelt und mit anderen Aptameren bestätigt werden. Ein allgemeines Protokoll zur Darstellung dieser Therapeutika wurde in Methods in Molecular Biology veröffentlicht. Zudem sind die eigenen Fortschritte, sowie die der wissenschaftlichen Gemeinschaft, im Bereich der AsiCs-Anwendungen vom Stipendiaten in einer Publikation in Biomedicines veröffentlicht worden. Dieser Artikel wurde von der Fachzeitschrift als Frontartikel ihrer Ausgabe 5(3) im August 2017 gewählt. Aufgrund der Promiskuität des PSMA-Aptamers A9g erfolgte als weiteres Teilprojekt die molekulare Aufklärung der Interaktion zwischen A9g und PSMA. In zweiunabhängigen Ansätzen konnten nahezu identische Orientierungen des an PSMA gebundenen A9g gefunden werden. Die Publikation dieser Ergebnisse sowie die Ermittlung der Komplexe von A9g an seinen zusätzlich gefundenen Zielproteinen soll och erfolgen. Dieses Teilprojekt wurde nicht im ursprünglichen Stipendiumsantrag beschrieben und ist erst im Gastlabor entwickelt und begonnen worden. Aus einer Oligonukleotid-Bibliothek wurden solche Moleküle ausgewählt, welche besonders kurze Halbwertszeiten in Lysaten von Brustkrebszellen aufwiesen. Diese dienten im Folgenden, modifiziert mit einem Fluorophor-Quencher-Paar, als Nukleasesonden für die erfolgreiche Entwicklung eines Schnelltestverfahren zum Nachweis von Tumorzellen in humanem Blut entwickelt. Das Verfahren wurde in einer Studie mit Stufe-IV Brustkrebspatientinnen evaluiert und wird zur Zeit für die Detektion von zirkulierenden Tumorzellen in weiteren Krebsformen getestet.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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263. Nuclease-Activated Oligonucleotide Probes for the Rapid and Robust Detection of Breast Cancer Circulating Tumor Cells (CTCs) Molecular Therapy 24, Supp. 1, Oligonucleotide Therapeutics I
Dickey, David D.; Kruspe, Sven; Urak, Kevin T.; Thiel, William H.; Clark, Karen C.; Burghardt, Elliot; Dassie, Justin P.; Thomas, Alexandra; McNamara, James O. & Giangrande, Paloma H.
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(2017) Design and Preparation of Aptamer–siRNA Chimeras (AsiCs) for Targeted Cancer Therapy. In: Bindewald E., Shapiro B. (eds) RNA Nanostructures. Methods in Molecular Biology, vol 1632. Humana Press, New York, NY
Kruspe S., Giangrande P.H.
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Aptamer-siRNA Chimeras: Discovery, Progress, and Future Prospects. Biomedicines, 5, 45
Kruspe, Sven & Giangrande, Paloma
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Rapid and Sensitive Detection of Breast Cancer Cells in Patient Blood with Nuclease-Activated Probe Technology Molecular Therapy - Nucleic Acids , Volume 8 , 542 – 557
Kruspe, Sven; Dickey, David D.; Urak, Kevin T.; Blanco, Giselle N.; Miller, Matthew J.; Clark, Karen C.; Burghardt, Elliot; Gutierrez, Wade R.; Phadke, Sneha D.; Kamboj, Sukriti; Ginader, Timothy; Smith, Brian J.; Grimm, Sarah K.; Schappet, James; Ozer, Howard; Thomas, Alexandra; McNamara, James O.; Chan, Carlos H. & Giangrande, Paloma H.
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San Antonio Breast Cancer Symposium, Abstract P1-01-14: Nuclease-activated oligonucleotide probes for detection of breast cancer circulating tumor cells (CTCs): Early clinical results Cancer Research
Giangrande, PH; Kruspe, S; Dickey, DD; Kamboj, S; Clark, KC; Urak, K; Burghardt, E; Smith, B; Thomas, A & McNamara, JO
