Funktionelle Validierung neuer Wirkstoff-Zielstrukturen im Multiplen Myelom durch Einsatz einer zielgerichteten shRNA-Bibliothek

• Antragstellerin: Professorin Dr. Franziska Jundt
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 370022528

Obwohl durch den Einsatz von zielgerichteten Medikamenten eindrucksvolle Verbesserungen in der Behandlung des Multiplen Myeloms während des letzten Jahrzehnts erreicht wurden, gibt es immer noch einen großen Bedarf neue Substanzen zu identifizieren, da das Multiple Myelom in den meisten Fällen nicht heilbar bleibt. Die überwiegende Zahl von Patienten erleidet auch nach vielen Jahren Rückfälle, die auf eine Therapieresistenz der Myelom-Zellen zurückzuführen sind. Die Deregulation des Notch-Signalwegs ist entscheidend für die Entstehung, Progression und Therapieresistenz des Multiplen Myeloms. Die derzeitige therapeutische Blockade von Notch besteht in (1) der Inhibition der Rezeptor-Aktivierung durch den Einsatz von Gamma-Sekretase-Inhibitoren (GSI) und in (2) Notch1 inhibierenden Antikörpern. Bisher haben diese Therapieverfahren den Nachteil, dass sie Nebenwirkungen im Sinne von Hautveränderungen und gastrointestinaler Toxizität hervorrufen, die mutmaßlich auf die Blockade von Wildtyp-Notch in gesunden Zellen zurückzuführen sind. Wir stellen die Hypothese auf, dass ein Teil dieser Nebenwirkungen vermieden werden kann durch die selektive Blockade kritischer nachgeschalteter Notch-Effektoren, die Therapieresistenz in Myelom-Zellen vermitteln. Das Hauptziel dieses Projekts ist die funktionelle Validierung von neuen Wirkstoff-Zielstrukturen im Notch-Signalweg in Myelom-Zellen durch den Einsatz von shRNA-basierter Screening-Technologie und Hochdurchsatz-Sequenzierung.In unseren Vorarbeiten haben wir Genexpressions-Analysen mittels Hochdurchsatz-Sequenzierung durchgeführt, um Notch-Zielgene in Myelom-Zellen mit niedriger im Vergleich zu hoher Notch-Aktivität und nach Blockade von Notch mittels GSI zu finden. In Zusammenarbeit mit Martin Eilers haben wir kürzlich eine zielgerichtete shRNA-Bibliothek hergestellt, die nachgeschaltete Notch-Effektoren in Myelom-Zellen spezifisch ausschaltet. Wir werden in diesem Projekt die Kandidaten-Gene gezielt funktionell danach untersuchen, ob sie die Therapieresistenz von Myelom-Zellen gegen Melphalan, Bortezomib und Lenalidomid vermitteln. Die Analysen werden mit zwei permanent aktiven Notch1-Formen durchgeführt, die es erlauben, sowohl zytoplasmatische als auch nukläre Interaktionspartner zu identifizieren. Die funktionelle Validierung kritischer Effektoren der shRNA-basierten Screens erfolgt durch den Einsatz von chemischen Inhibitoren und Nanogel-basiertem Transfer zielgerichteter shRNAs. Effekte auf das Tumorwachstum in vivo werden in zwei Myelom-Mausmodellen getestet: (1) im BALB/c-MOPC315.BM und (2) im VK*MYC-Modell. Zur quantitativen Bestimmung von Knochenveränderungen kooperieren wir mit Bettina Willie´s Gruppe, indem wir Mikro-CT-Analysen in vivo und konventionelle Histomorphometrie durchführen. Erkenntnisse aus diesem Projekt werden zur Entwicklung neuer Therapiestrategien beitragen, die in der Behandlung von Patienten mit therapieresistentem Multiplem Myelom eingesetzt werden können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen