Spezifische Inhibition der NOTCH2-Signaltransduktion beim Harnblasenkarzinom

• Antragsteller: Dr. Gerald Bastian Schulz
• Fachliche Zuordnung: Reproduktionsmedizin, Urologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 427790756

Die Prognose von Patienten mit einem metastasierten Harnblasentumor (BT) ist insgesamt schlecht. Die Erforschung individueller zielgerichteter Therapien stellt eine vielversprechende Strategie dar, um das bisherige Behandlungsspektrum, bestehend aus Systemchemotherapie und Immuntherapie, zu erweitern. Die Gruppe um Dr. Peter Black identifizierte NOTCH2 (N2) als Onkogen bei urothelialem BT und konnte mit einem spezifischen N2-gerichteten Antikörper sowohl Tumorwachstum als auch Metastasierung in einem orthotopen BT Xenograft Modell in der Maus reduzieren. Basierend auf der aktuellen TCGA (The Cancer Genome Atlas) Kohorte konnte weiterhin gezeigt werden, dass Patienten mit einer N2 Überexpression eine signifikant schlechtere Prognose haben. Im Gegensatz zu N2 hat Notch1 (N1) beim BT eine tumorsuppressive Funktion.Zwei spezifisch für die N2-Signaltransduktion relevante molekulare Strukturen konnten durch die Gruppe von Dr. Black identifiziert werden, welche sich jeweils signifikant von der molekularen Konfiguration des N1 Rezeptors unterscheiden. Das Ziel der beantragten Studie ist die Identifizierung und weitergehende Evaluation neuer hochselektiver N2 Inhibitoren, welche nicht mit der Signaltransduktion anderer Notch-Rezeptoren interagieren.Durch ein strukturbasiertes virtuelles Screening von ~10 Millionen chemischen Verbindungen in öffentlich zugänglichen Datenbanken wie ZINC15 und ChEMBL, computerunterstütztem Wirkstoffdesign und der Chemoinformatik, werden zunächst die vielversprechendsten niedermolekularen Wirkstoffe für eine hochselektive N2 Inhibition selektiert. Hierauf aufbauend wird die Effektivität der N2 Inhibition durch ein in vitro Screening, basierend auf einem Notch-spezifischen Reporter-Plasmid in einem zellbasierten Luciferase-Assay untersucht. Sowohl die Stabilität als auch die metabolische Degradierung der Wirkstoffe wird in einem microsomalen Versuchsansatz untersucht. Die antineoplatische Wirkung der niedermolekularen N2 Inhibitoren wird in Zellkulturversuchen (Zellwachstum, Zell-Zyklus-Kontrolle, Migration und Invasion) analysiert. Dosierung, Degradation und Toxizität der niedermolekularen Wirkstoffe werden ebenso wie ihr Einfluss auf Tumorwachstum und Metastasierung in einem orthotopen BT Xenograft Maus Modell in vivo untersucht.Momentan gibt es keine für die Patientenversorgung zugelassenen Notch-Inhibitoren. Ein niedermolekularer N2 Inhibitor könnte gegenüber Notch-Rezeptor unspezifischen Inhibitoren ein besseres Nebenwirkungsprofil aufweisen. Zudem zeigt ein niedermolekularer Wirkstoff im Vergleich zu monoklonalen Antikörpern keine Antikörperdegradation und hat eine bessere Gewebepenetration. Zusammengefasst hat unser Projekt das Potential, mit einem hochspezifischen N2 Inhibitor neue Therapieoptionen für die Behandlung des metastasierten BT zu finden.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Kanada
• Gastgeber: Professor Dr. Peter C. Black