Einfluss der Survivin-Zelllokalisation auf die DNA-Schadensantwort, DNA-Reparatur, Replikation, Zytotoxizität und Klastogenität nach Einwirkung von Topoisomerase I-Hemmstoffen

• Antragstellerin: Professorin Maja Tomicic-Christmann, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Toxikologie, Laboratoriumsmedizin
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 462114959

Survivin (auch bekannt als BIRC5), der kleinste Inhibitor der Apoptose (IAP), ist ein evolutionär konserviertes eukaryotisches Protein, das den Zelltod (Apoptose) hemmen kann und für die Zellteilung (Mitose) wesentlich ist. Es kann passiv in den Kern diffundieren, wird aber aktiv aus dem Kern exportiert. Survivin ist während der Entwicklung und in sich aktiv vermehrenden Zellen physiologisch exprimiert, wird jedoch bei den meisten, wenn nicht allen Krebsarten überexprimiert. Infolgedessen hat Survivin als potenzielles onkotherapeutisches Ziel erhebliche Aufmerksamkeit erhalten. In den letzten zwanzig Jahren wurden zahlreiche Informationen zu seiner Struktur, Domänen, wichtigen Interaktionspartnern und Signalwegen, zur Transkriptionsregulation seines Gens (BIRC5), zu posttranslationalen Modifikationen, sowie zu seiner Rolle bei Migration und Angiogenese gesammelt. Das Ziel dieses beantragten Projektes ist es zu untersuchen, ob die Survivin-Expression oder eine unterschiedliche zelluläre Lokalisation (Zellkern vs. Zytoplasma) die Empfindlichkeit von Darmkrebszellen (CRC) gegenüber Topoisomerase I (TOP1) - Inhibitoren beeinflusst und hierzu die zugrunde liegenden Mechanismen aufzuklären. Es soll hierbei untersucht werden, welche Funktion Survivin bei der DNA-Schadensantwort (DDR), DNA-Reparatur, Apoptose, Autophagie, Seneszenz sowie bei der Replikation und Klastogenität hat. Zu diesem Zweck haben wir verschiedene Survivin-GFP exprimierende Zellklone generiert, die Survivin entweder vorwiegend im Zytoplasma oder vorwiegend im Zellkern exprimieren. Außerdem planen wir in Kooperation mit Firma Synthego per CRISPR-Cas9 Technologie die Doppel-Knock-in Zellklone herzustellen, welche endogenes Survivin im Kern akkumulieren. Darüber hinaus wurde die Irinotecan-induzierte Kerntranslokation und Akkumulation von exogen- und endogen-exprimierten Survivin nachgewiesen. Die Zellklone zeigen nach Irinotecan-Behandlung große Unterschiede im klonogenen Überleben, wobei diejenige, die zytosolisches Survivin exprimieren, im Vergleich zu denjenigen mit Kernlokalisation eine stark erhöhte Überlebensrate aufweisen. Um die zugrunde liegenden Mechanismen aufzuklären, sollen einerseits nukleäre Interaktionspartner von Survivin mittels der Massenspektrometrie-basierten Proteom/ Interactom-Analyse identifiziert werden, um Erkenntnisse für eine potentielle Generierung von therapeutisch einsetzbaren Inhibitoren, welche die Protein-Protein-Interaktionen des Survivins hemmen würden, zu gewinnen. Ergänzend wollen wir untersuchen, ob Survivin- und XIAP-exprimierende CRC-Zellklone durch IAP-Inhibitoren sowie Inhibitoren der DDR und DNA-Reparatur gegenüber TOP1-Hemmstoffe sensitiviert werden können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Markus Christmann