Untersuchung des therapeutischen Potentials von DARPins für die Behandlung von HPV induzierten Tumoren

• Antragsteller: Professor Baki Akgül, Ph.D.; Professor Dr. Volker Dötsch
• Fachliche Zuordnung: Virologie ; Biochemie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 569665351

Humane Hochrisiko-Papillomviren (HR-HPV, insbesondere HPV16) verursachen anogenitale und oropharyngeale Krebserkrankungen. Der molekulare Mechanismus der HR-HPV-induzierten Tumorigenese beruht auf der Inaktivierung wichtiger zellulärer Faktoren durch die viralen Onkoproteine. Mechanistische Untersuchungen haben ergeben, dass das virale E6-Protein an die zelluläre E3-Ligase E6AP und an die DNA-Bindungsdomäne (DBD) von p53 bindet. Die Rekrutierung von E6AP in die Nähe von p53 führt zur Ubiquitinierung und Degradierung. Kürzlich entwickelte die AG Dötsch ein Designed Ankyrin Repeat Protein (DARPin), das an die p53 DBD bindet. DARPins enthalten keine Disulfidbindungen, wodurch sie sich ideal für intrazelluläre Anwendungen eignen. In Kompetitionsexperimenten haben wir gezeigt, dass dieses DARPin die Bindung von E6 an p53 verhindert. Die Expression des DARPin in Hela- (HPV18-positiv) und SiHa-Zellen (HPV16-positiv) erhöhte den endogenen p53-Spiegel, die Expression von p53-Zielgenen und induzierte Apoptose. Darüber hinaus bestätigte die Kristallstruktur des DARPin im Komplex mit der p53-DBD, dass weder die DNA-Bindung noch wichtige Protein-Protein-Bindung durch die DARPin-Bindung beeinträchtigt werden. Die AG Akgül, die auch Teil des deutschen Referenzzentrums für Papillom- und Polyomaviren ist, verfügt über eine langjährige Expertise in der HPV-Biologie und im Bereich HPV-transgener Mausmodelle. Wir planen nun, die Expertise der AG Dötsch in der Entwicklung und Charakterisierung von DARPins und die Expertise der AG Akgül in HPV-Mausmodellen zu kombinieren, um das Potenzial von DARPins als therapeutische Behandlung für HPV-bedingte Erkrankungen zu untersuchen. Da die Affinität von DARPin C10 zu murinem p53 deutlich geringer ist als zu humanem p53, werden wir immundefiziente NRG-Mäuse (NOD-Rag1null IL2rgnull) als präklinisches Modell verwenden, um Tumore aus xenotransplantierten humanen HPV-positiven Krebszelllinien zu induzieren. Wir werden zunächst mRNA/Lipid-Nanopartikel, die für das DARPin C10 kodieren, intratumoral injizieren und ihre Fähigkeit bestimmen, p53 wiederherzustellen und einen Antitumoreffekt zu induzieren. Anschließend werden wir Mäuse systemisch mit DARPin C10 behandeln, die therapeutische Dosis bestimmen und die Antitumorwirkung entweder allein oder als Kombinationstherapie mit Cisplatin-Chemotherapie testen. Die Toxizität der therapeutischen Dosis von DARPin C10 wird im HUPKI Mausmodell untersucht, das genetisch so verändert wurde, dass es für menschliches p53 kodiert. Da eine Blockierung der onkogenen Funktionen von E6 einen vielversprechenden therapeutischen Ansatz für HPV-positive Krebsarten darstellt, werden wir zusätzlich neuartige E6-spezifische DARPins entwickeln und ihre tumorhemmende Wirkung charakterisieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen