Mechanismen der O6-Methylguanin induzierten Seneszenz und transkriptionellen Repression in Glioblastomzellen

• Antragsteller: Professor Dr. Markus Christmann; Professor Dr. Bernd Kaina
• Fachliche Zuordnung: Public Health, Gesundheitsbezogene Versorgungsforschung, Sozial- und Arbeitsmedizin
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 398037827

Eine wichtige Gruppe von gentoxischen Agenzien wirkt über Methylierung an der O6-Position des Guanins, was zur Bildung von O6-Methylguanin (O6MeG) in der DNA führt. Zu diesen Agenzien gehört das Zytostatikum Temozolomid (TMZ), das in der Therapie von hochgradig malignen Hirntumoren (Glioblastome) verwendet wird. In unseren Arbeiten konnten wir zeigen, dass TMZ in Glioblastomzellen nicht nur effizient Apoptose und Autophagie, sondern auch Seneszenz induziert. In Vorarbeiten (unpubliziert) zeigen wir auch, dass TMZ-induzierte seneszente Zellen in der G2-Phase arretiert sind und Seneszenz von der p21-Aktivität abhängig ist. Da der Erfolg der Glioblastom-Therapie mit Alkylanzien von der DNA-Reparaturkapazität des Tumors abhängig ist, untersuchten wir weiter, ob die TMZ-induzierte Seneszenz zu Veränderungen der DNA-Reparaturkapazität führt. Diese in den Vorarbeiten dargestellten Studien zeigen, dass die TMZ-induzierte Seneszenz zu einer transkriptionellen Repression der DNA-Reparaturfaktoren EXO1, MSH2, MSH6 und RAD51 führt. Auch hierbei spielt p21 eine entscheidende Rolle. Ausgehend von diesen Arbeiten beabsichtigen wir in zwei Teilprojekten (TP1, Kaina; TP2, Christmann) die Fragen zu untersuchen, a) welche Signalmechanismen ausgehend von O6MeG zur Seneszenz führen, b) wie es zur dauerhaften DDR-Aktivierung nach primärer Schadsetzung kommt, c) ob und wann die DDR aufgehoben werden kann, d) ob seneszente Zellen durch gentoxische Zytostatika getötet werden können, e) ob diese wieder zur Proliferation gelangen können und f) wie die Sensitivität und die DNA-Reparaturkapazität reaktivierter seneszenter Zellen gegenüber Zytostatika ist. Wir wollen weiter g) den molekularen Mechanismus, der der Funktion von p21 bei der transkriptionellen Repression und der Induktion der Seneszenz zugrunde liegt, aufklären, wobei ChiP-Seq Experimente und die Massenspektrometrie-basierte Identifizierung von p21-Interaktionspartnern geplant sind. h) Parallel hierzu soll untersucht werden, ob die transkriptionelle Repression der DNA-Reparaturgene EXO1, MSH2, MSH6 und RAD51 durch epigenetische Mechanismen, d.h. veränderte Chromatinstruktur oder Promotorhypermethylierung, beeinflusst wird. Die Arbeitsergebnisse sollen die Frage beantworten, ob eine verändänderte Reparaturkapazität der seneszenten Zellen ausgenutzt werden kann, um ihr Entkommen aus der Seneszenz zu verhindern und diese gezielt zu eliminieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen