Partikelbasierte Modulation, Signaltransduktion und Funktion von GPR133 (ADGRD1) in Glioblastomzellen

• Antragstellerin: Gabriele Stephan
• Fachliche Zuordnung: Pharmakologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 422420339

GPR133 ist als Adhäsions-G-Protein-gekoppelter Rezeptor (aGPCR) in einer Reihe physiologischer und pathophysiologischer Prozesse involviert. Bislang ist bekannt, dass der Rezeptor in gesundem Hirngewebe nicht vorhanden ist, wohingegen er im Glioblastom (GBM) de novo exprimiert wird. Dabei handelt es sich um einen aggressiven, therapieresistenten Hirntumor, dessen Wachstum durch GPR133 gefördert wird. Dies unterstreicht die Notwendigkeit, die Wirkungsweise dieses aGPCRs zu verstehen. Bisher wurde die Kopplung von GPR133 an Gs- und Gi-Proteine und die damit einhergehende Aktivierung bzw. Inhibierung der Adenylatcyclase sowie erhöhte bzw. verringerte cAMP-Spiegel beschrieben. Die extrazelluläre Domäne des Rezeptors enthält eine angebundene agonistische „Stachel-Sequenz“. Von dieser Struktur abgeleitete Peptide zeichnen sich durch ihre modulatorische Wirkung an GPR133 aus. Dennoch limitieren der hydrophobe Charakter sowie die geringe Wirksamkeit dieser Peptide deren pharmakologische Relevanz. Daher ist es von großem Interesse neue Mechanismen zur Modulation der GPR133-Aktivität und zur detaillierten Charakterisierung der GPR133-vermittelten Signaltransduktion zu identifizieren.Vorversuche weisen darauf hin, dass GPR133 mechanisch moduliert werden kann. Im Rahmen des Projektes soll diese Hypothese durch pharmakologische und biochemische Ansätze untersucht werden. Dazu soll die mechanische Modulation des Rezeptors durch Stimulation mit Antikörper-gekoppelten Partikeln und Anlegen eines Magnetfeldes im heterologen Expressionssystem realisiert und anschließend in GBM-Zellen getestet werden. Die Kopplung des Rezeptors an Gs- oder Gi-Proteine, wird daraufhin mittels Akkumulationsanalysen der betreffenden sekundären Botenstoffe untersucht. Entsprechend der Annahme, dass GPR133 intrazelluläre cAMP-Spiegel reguliert, werden zudem putative cAMP-Effektoren mit Hilfe FRET-basierter Versuche charakterisiert. Dadurch können Signalkaskaden, die der Rezeptoraktivierung nachgeschaltet sind, besser verstanden werden. Weiterhin wird der Einfluss der GPR133-Modulation durch Antikörper-gekoppelte Partikel oder das Stachel-Peptid auf tumorassoziierte Prozesse, wie Proliferation, Migration oder Koloniebildung in GBM-Zellen untersucht. Zukünftig soll der Wirkmechanismus von GPR133 außerdem in vivo anhand eines GBM-assoziierten Xenograft-Modells charakterisiert werden.Letztendlich soll dieses Projekt dazu beitragen, detaillierte Mechanismen der GPR133-vermittelten Signaltransduktion sowie die mechanische Modulation des Rezeptors im GBM aufzuklären. Das dadurch gewonnene Wissen kann in Zukunft genutzt werden, um neue Therapiemethoden für diese Form des bösartigen Hirntumors als auch weiterer GPR133-assoziierter Krankheiten zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Dimitris Placantonakis