Untersuchung des Citratzyklus und Proteasoms von soliden Tumoren durch gezielte Behandlung mit Kupferchelatoren und Proteasom-Inhibitoren zur Überwindung von Therapieresistenzen

• Antragstellerin: Dr. Hannah Zillikens
• Fachliche Zuordnung: Dermatologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 562413011

Bisherige Forschungsergebnisse zeigen, dass Neocuproin, ein Kupferchelator, und Ixazomib, ein Proteasom-Inhibitor, die mitochondriale Aktivität und den Stoffwechsel in Tumorzellen beeinflussen. Auf dieser Grundlage verfolgen wir mehrere Ziele. Zunächst untersuchen wir den Synergismus zwischen Ixazomib und Neocuproin in soliden Tumoren, darunter Melanom-, Brustkrebs- und nicht-kleinzelliger Lungenkrebs -Zelllinien. Das Zellverhalten wird durch Proliferationsassays bewertet. Der Zelltod wird durch Apoptose-Analysen von Konzentrationen mit dem höchsten Synergismus untersucht. Weitere Formen des Zelltods, wie Ferroptose und Cuproptose, werden durch Western Blot-Analysen erfasst. Vorläufige Daten deuten darauf hin, dass Proteasom-Inhibitoren die mitochondrialen Komplexe I und II beeinflussen, insbesondere die Untereinheiten SDHA und SDHB der Succinatdehydrogenase (SDH). Wir planen, die Abhängigkeit der Tumorzellen von der mitochondrialen Funktion mithilfe von Rotenon (Komplex I) und TTFA oder Malonat (Komplex II) unter normoxischen und hypoxischen Bedingungen zu untersuchen. Hypoxie verschiebt den Zellmetabolismus in Richtung Glykolyse und verringert die mitochondriale Abhängigkeit. Der Vergleich soll klären, ob das Überleben der Tumorzellen überwiegend von der Mitochondrienaktivität oder der Glykolyse abhängt. Zudem wird untersucht, welche Rolle SDHA und SDHB für die Sensitivität von Tumorzellen gegenüber Neocuproin und Proteasom-Inhibitoren spielen. Mithilfe eines Doxycyclin-induzierbaren lentiviralen shRNA-Systems werden SDHA und SDHB gezielt ausgeschaltet und die mitochondriale Funktion beeinträchtigt. In MAPK-empfindlichen Zellen führt dies zu einer verstärkten Glykolyse. MAPK-resistente Zellen sind durch ihre eingeschränkte Anpassungsfähigkeit anfälliger für den Verlust von SDH, das einen Angriffspunkt für Neocuproin darstellt. Ziel ist es, den Zusammenhang zwischen dem Verlust von SDHA/SDHB und der Medikamentenempfindlichkeit zu untersuchen. Weiterhin wird der Einfluss des SDHA/SDHB-Verlusts auf Pseudohypoxie erforscht, indem die Spiegel von HIF-1α und PGC-1α gemessen werden, die bei Pseudohypoxie und Zellstress erhöht sind. Zudem wird geprüft, ob die Hemmung von HIF-1α die Sensitivität gegenüber Neocuproin und Proteasom-Inhibitoren, die auf den oxidativen Stoffwechsel abzielen, wiederherstellt. Da Proteasom-Inhibitoren oxidativen Stress auslösen können, messen wir die Konzentrationen von ROS und analysieren, wie diese die Medikamentenwirksamkeit beeinflussen. Zur ex vivo Validierung verwenden wir orthotopische Hautschnitte von Tumorpatienten, die die Architektur, zelluläre Heterogenität und Tumorinteraktionen am besten imitieren und sich somit ideal für personalisierte Medikamententests sowie die Validierung von Biomarkern eignen. Ziel ist es, die Lücke zwischen in vitro Analysen und klinischen Ergebnissen zu schließen und eine personalisierte Therapie basierend auf den molekularen und metabolischen Profilen der Tumorpatienten zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Schweiz
• Gastgeber: Professor Dr. Mitch Levesque