@phdthesis{Brockmann2015,
  author    = {Brockmann, Markus},
  title     = {Inhibition von Aurora-A als neue Therapiestrategie gegen MYCN-amplifizierte Neuroblastome},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-135951},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Im Neuroblastom ist die Amplifikation des MYCN-Gens, das f{\"u}r den Transkriptionsfaktor N-Myc kodiert, der klinisch bedeutendste Faktor f{\"u}r eine schlechte Prognose. Als Mitglied der onkogenen Myc-Familie induziert N-Myc die Expression von Genen, die in vielen biologischen Prozessen wie Metabolismus, Zellzyklusprogression, Zellwachstum und Apoptose eine wichtige Rolle spielen. Die Deregulation der MYCN-Expression f{\"u}hrt zu einem charakteristischen Genexpressionsprofil und einem aggressiven Phenotyp in den Tumorzellen. In normalen neuronalen Vorl{\"a}uferzellen wird N-Myc gew{\"o}hnlich sehr schnell proteasomal abgebaut. W{\"a}hrend der Mitose wird N-Myc an Serin 62 phosphoryliert. Diese Phosphorylierung dient als Erkennungssignal f{\"u}r die Kinase GSK3β, die die Phosphorylierung an Threonin 58 katalysiert. Das Phosphodegron wird von Fbxw7, einer Komponente des E3-Ubiquitinligase-Komplex SCFFbxw7, erkannt. Die anschließende Ubiquitinierung induziert den proteasomalen Abbau des Proteins. Die Reduktion der N-Myc-Proteinlevel erm{\"o}glicht den neuronalen Vorl{\"a}uferzellen den Austritt aus dem Zellzyklus und f{\"u}hrt zu einer terminalen Differenzierung. In einem shRNA Screen konnte AURKA als essentielles Gen f{\"u}r die Proliferation MYCN-amplifizierter Neuroblastomzellen identifiziert werden. Eine Aurora-A-Depletion hatte jedoch keinen Einfluss auf das Wachstum nicht-amplifizierter Zellen. W{\"a}hrend dieser Doktorarbeit konnte gezeigt werden, dass Aurora-A speziell den Fbxw7-vermittelten Abbau verhindert und dadurch N-Myc stabilisiert. F{\"u}r die Stabilisierung ist zwar die Interaktion der beiden Proteine von entscheidender Bedeutung, {\"u}berraschenderweise spielt die Kinaseaktivit{\"a}t von Aurora-A jedoch keine Rolle. Zwei spezifische Aurora-A-Inhibitoren, MLN8054 und MLN8237, sind allerdings in der Lage, nicht nur die Kinaseaktivit{\"a}t zu hemmen, sondern auch die N-Myc-Proteinlevel zu reduzieren. Beide Molek{\"u}le induzieren eine Konformations{\"a}nderung in der Kinasedom{\"a}ne von Aurora-A. Diese ungew{\"o}hnliche strukturelle Ver{\"a}nderung hat zur Folge, dass der N-Myc/Aurora-A-Komplex dissoziiert und N-Myc mit Hilfe von Fbxw7 proteasomal abgebaut werden kann. In MYCN-amplifizierten Zellen f{\"u}hrt diese Reduktion an N-Myc zu einem Zellzyklusarrest in der G1-Phase. Die in vitro Daten konnten in einem transgenen Maus-Modell f{\"u}r das MYCN-amplifizierte Neuroblastom best{\"a}tigt werden. Die Behandlung mit MLN8054 und MLN8237 f{\"u}hrte in den Tumoren ebenfalls zu einer N-Myc-Reduktion. Dar{\"u}ber hinaus konnte ein prozentualer Anstieg an differenzierten Zellen, die vollst{\"a}ndige Tumorregression in der Mehrzahl der Neuroblastome und eine gesteigerte Lebenserwartung beobachtet werden. Insgesamt zeigen die in vitro und in vivo Daten, dass die spezifischen Aurora-A-Inhibitoren ein hohes therapeutisches Potential gegen das MYCN-amplifizierte Neuroblastom besitzen.},
  subject      = {N-Myc},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Carstensen2018,
  author    = {Carstensen, Anne Carola},
  title     = {Identification of novel N-MYC interacting proteins reveals N-MYC interaction with TFIIIC},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-143658},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {N-MYC is a member of the human MYC proto-oncogene family, which comprises three transcription factors (C-, N- and L-MYC) that function in multiple biological processes. Deregulated expression of MYC proteins is linked to tumour initiation, maintenance and progression. For example, a large fraction of neuroblastoma displays high N-MYC levels due to an amplification of the N-MYC encoding gene. MYCN-amplified neuroblastoma depend on high N-MYC protein levels, which are maintained by Aurora-A kinase. Aurora-A interaction with N-MYC interferes with degradation of N-MYC via the E3 ubiquitin ligase SCFFBXW7. However, the underlying mechanism of Aurora-A-mediated stabilisation of N-MYC remains to be elucidated. To identify novel N-MYC interacting proteins, which could be involved in N-MYC stabilisation by Aurora-A, a proteomic analysis of purified N-MYC protein complexes was conducted. Since two alanine mutations in MBI of N-MYC, T58A and S62A (N-MYC mut), disable Aurora-A-mediated stabilisation of N-MYC, N-MYC protein complexes from cells expressing either N-MYC wt or mut were analysed. Proteomic analysis revealed that N-MYC interacts with two deubiquitinating enzymes, USP7 and USP11, which catalyse the removal of ubiquitin chains from target proteins, preventing recognition by the proteasome and subsequent degradation. Although N-MYC interaction with USP7 and USP11 was confirmed in subsequent immunoprecipitation experiments, neither USP7, nor USP11 was shown to be involved in the regulation of N-MYC stability. Besides USP7/11, proteomic analyses identified numerous additional N-MYC interacting proteins that were not described to interact with MYC transcription factors previously. Interestingly, many of the identified N-MYC interaction partners displayed a preference for the interaction with N-MYC wt, suggesting a MBI-dependent interaction. Among these were several proteins, which are involved in three-dimensional organisation of chromatin domains and transcriptional elongation by POL II. Not only the interaction of N-MYC with proteins functioning in elongation, such as the DSIF component SPT5 and the PAF1C components CDC73 and CTR9, was validated in immunoprecipitation experiments, but also with the POL III transcription factor TFIIIC and topoisomerases TOP2A/B. ChIP-sequencing analysis of N-MYC and TFIIIC subunit 5 (TFIIIC5) revealed a large number of joint binding sites in POL II promoters and intergenic regions, which are characterised by the presence of a specific motif that is highly similar to the CTCF motif. Additionally, N-MYC was shown to interact with the ring-shaped cohesin complex that is known to bind to CTCF motifs and to assist the insulator protein CTCF. Importantly, individual ChIP experiments demonstrated that N-MYC, TFIIIC5 and cohesin subunit RAD21 occupy joint binding sites comprising a CTCF motif. Collectively, the results indicate that N-MYC functions in two biological processes that have not been linked to MYC biology previously. Furthermore, the identification of joint binding sites of N-MYC, TFIIIC and cohesin and the confirmation of their interaction with each other suggests a novel function of MYC transcription factors in three-dimensional organisation of chromatin.},
  subject      = {Biologie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Dirks2019,
  author    = {Dirks, Johannes},
  title     = {Charakterisierung der Wechselwirkung zwischen N-Myc und Aurora-A im MYCN-amplifizierten Neuroblastom},
  doi       = {10.25972/OPUS-18660},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-186600},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Im Neuroblastom ist die Amplifikation des MYCN-Gens, eines Mitglieds der MYC-Onkogenfamilie, mit einer ung{\"u}nstigen Prognose assoziiert. Der von dem Gen kodierte Transkriptionsfaktor N-Myc ist f{\"u}r die Proliferation der MYCN-amplifizierten Neuroblastomzelllinien notwendig und seine Depletion oder Destabilisierung f{\"u}hren zum Proliferationsarrest (Otto et al., 2009). Da N-Myc auf Proteinebene durch die Interaktion mit der mitotischen Kinase Aurora-A stabilisiert wird, bewirkt deren Depletion oder die Hemmung der Interaktion der beiden Proteine mittels spezieller Aurora- A-Inhibitoren (z.B. MLN8054 und MLN8237) ebenso eine Hemmung der Proliferation - in vitro und in vivo (Brockmann et al., 2013). Bisher ist jedoch unklar, {\"u}ber welchen Mechanismus Aurora-A die Stabilisierung von N-Myc erreicht, die Kinaseaktivit{\"a}t spielt hierbei jedoch keine Rolle (Otto et al., 2009). Eine M{\"o}glichkeit stellt die Rekrutierung von Usps dar, die das angeh{\"a}ngte Ubiquitinsignal so modifizieren, dass die Erkennung und der Abbau des Proteins durch das Proteasom verringert werden. In der vorliegenden Arbeit wurde die Wirkung von Usp7 und Usp11 auf die Stabilit{\"a}t von N-Myc untersucht. F{\"u}r beide konnte in Immunpr{\"a}zipitationen die Interaktion mit N-Myc gezeigt werden. Ebenso erh{\"o}hten beide Proteasen in {\"U}berexpressionsexperimenten die vorhandene Menge an NMyc. Die Depletion von Usp7 mittels shRNAs f{\"u}hrte in IMR-32 zu einem Arrest in der G1-Phase und zur Differenzierung der Zellen. Gleichzeitig wurden stark erniedrigte mRNA- und Proteinmengen von N-Myc und Aurora-A nachgewiesen. Es konnte jedoch nicht eindeutig gezeigt werden, ob die beobachteten zellul{\"a}ren Effekte durch eine vermehrte proteasomale Degradation von N-Myc begr{\"u}ndet sind oder ob dabei die ver{\"a}nderte Regulation weiterer Zielproteine von Usp7 eine Rolle spielt. Die Depletion von Usp11 mit shRNAs bewirkte eine Abnahme der N-Myc-Mengen auf posttranslationaler Ebene. Somit stellen beide Usps vielversprechende Angriffspunkte einer gezielten Therapie in MYCN-amplifizierten Neuroblastomen dar und sollten deshalb Gegenstand weiterf{\"u}hrender Untersuchungen sein. {\"U}ber welche Proteindom{\"a}ne in N-Myc die Interaktion mit Aurora-A stattfindet ist nicht bekannt. Eine m{\"o}gliche Pseudosubstratbindungssequenz in Myc-Box I (Idee Richard Bayliss, University of Leicester) wurde in der vorliegenden Arbeit untersucht. Durch Mutation dieser Sequenz sollte die Bindung von Aurora-A unm{\"o}glich gemacht werden. Allerdings wurde die erwartete Abnahme der St{\"a}rke der Interaktion von Aurora-A und N-Myc durch die Mutation ebensowenig beobachtet wie eine verringerte Stabilit{\"a}t. Die Regulation der Phosphorylierung von N-Myc im Verlauf des Zellzyklus wurde durch die Mutation beeintr{\"a}chtigt. Wie diese Ver{\"a}nderung exakt zu begr{\"u}nden ist bedarf weiterer Experimente},
  subject      = {Neuroblastom},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Roeschert2021,
  author    = {R{\"o}schert, Isabelle},
  title     = {Aurora-A prevents transcription-replication conflicts in MYCN-amplified neuroblastoma},
  doi       = {10.25972/OPUS-24303},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-243037},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Neuroblastoma is the most abundant, solid, extracranial tumor in early childhood and the leading cause of cancer-related childhood deaths worldwide. Patients with high-risk neuroblastoma often show MYCN-amplification and elevated levels of Aurora-A. They have a low overall survival and despite multimodal therapy options a poor therapeutic prognosis. MYCN-amplified neuroblastoma cells depend on Aurora-A functionality. Aurora-A stabilizes MYCN and prevents it from proteasomal degradation by competing with the E3 ligase SCFFBXW7. Interaction between Aurora-A and MYCN can be observed only in S phase of the cell cycle and activation of Aurora-A can be induced by MYCN in vitro. These findings suggest the existence of a profound interconnection between Aurora-A and MYCN in S phase. Nevertheless, the details remain elusive and were investigated in this study. Fractionation experiments show that Aurora-A is recruited to chromatin in S phase in a MYCN-dependent manner. Albeit being unphosphorylated on the activating T288 residue, Aurora-A kinase activity was still present in S phase and several putative, novel targets were identified by phosphoproteomic analysis. Particularly, eight phosphosites dependent on MYCN-activated Aurora-A were identified. Additionally, phosphorylation of serine 10 on histone 3 was verified as a target of this complex in S phase. ChIP-sequencing experiments reveal that Aurora-A regulates transcription elongation as well as histone H3.3 variant incorporation in S phase. 4sU-sequencing as well as immunoblotting demonstrated that Aurora-A activity impacts splicing. PLA measurements between the transcription and replication machinery revealed that Aurora-A prevents the formation of transcription-replication conflicts, which activate of kinase ATR. Aurora-A inhibitors are already used to treat neuroblastoma but display dose-limiting toxicity. To further improve Aurora-A based therapies, we investigated whether low doses of Aurora-A inhibitor combined with ATR inhibitor could increase the efficacy of the treatment albeit reducing toxicity. The study shows that the combination of both drugs leads to a reduction in cell growth as well as an increase in apoptosis in MYCN-amplified neuroblastoma cells, which is not observable in MYCN non-amplified neuroblastoma cells. This new approach was also tested by a collaboration partner in vivo resulting in a decrease in tumor burden, an increase in overall survival and a cure of 25\% of TH-MYCN mice. These findings indicate indeed a therapeutic window for targeting MYCN-amplified neuroblastoma.},
  subject      = {Neuroblastom},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Diebold2023,
  author    = {Diebold, Mathias},
  title     = {Virtuelles Screening und Entwicklung selektiver Liganden des Aurora-A - MYCN Komplexes und computergest{\"u}tzte Methoden zur Analyse und Design von PROTACs},
  doi       = {10.25972/OPUS-31759},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-317594},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Die Interaktion des onkogenen Transkriptionsfaktors MYCN mit der Ser/Thr Kinase Aurora-A verhindert dessen Abbau {\"u}ber das Ubiquitin Proteasomsystem indem die Rekrutierung des SCF FbxW7 Komplexes verhindert wird. Die Kinase nimmt mit der Bindung an MYCN eine aktive Konformation ein und erh{\"a}lt somit die F{\"a}higkeit zur Kinaseaktivit{\"a}t ohne die sonst notwendige Phosphorylierung von Thr288 oder die Anwesenheit eines Aktivators wie TPX2. Da hohe MYCN Konzentrationen Tumore wie Neuroblastome antreiben, ist die St{\"o}rung der Komplexbildung mit Aurora-A eine valide Strategie zur Entwicklung von Chemotherapeutika. Einige Inhibitoren von Aurora-A wie Alisertib (MLN8237) sind in der Lage, eine Konformations{\"a}nderung in der Kinase zu verursachen, die mit der Bindung von MYCN inkompatibel ist und auf diese Weise den Abbau des Transkriptionsfaktors induziert. Da Aurora-A wichtige Funktionen in der Mitose {\"u}bernimmt, k{\"o}nnte eine direkte Adressierung des Komplexes anstelle einer systemischen Inhibition der Kinase vielversprechender sein. Ziel des Projektes war die Identifizierung von Molek{\"u}len, die selektiv an das Interface des Aurora-A - MYCN Komplexes binden und weiter optimiert werden k{\"o}nnen, um einen gezielten Abbau des Transkriptionsfaktors {\"u}ber einen PROTAC Ansatz zu erm{\"o}glichen. Virtuelle Screenings und molekulardynamische Simulationen wurden durchgef{\"u}hrt, um kommerziell erh{\"a}ltliche Verbindungen zu identifizieren, welche mit einer Bindetasche des Komplexes interagieren, die nur zustande kommt, wenn beide Proteine miteinander interagieren. Aus einem ersten Set von zehn potentiellen Liganden wurde f{\"u}r vier eine selektive Interaktion mit dem Protein - Protein Komplex gegen{\"u}ber Aurora-A oder MYCN alleine in STD-NMR Experimenten best{\"a}tigt. Zwei der Hits besaßen ein identisches Grundger{\"u}st und wurden als Ausganspunkt f{\"u}r die Optimierung zu potenteren Liganden genutzt. Das Ger{\"u}st wurde fragmentweise vergr{\"o}ßert und in Richtung besserer in-silico Ergebnisse und Funktionalisierung zur Anbringung von E3-Ligase-Liganden optimiert. Neun dieser Liganden der zweiten Generation wurden synthetisiert. Um quantitative Bindungsdaten zu erhalten, wurde ein kovalent verkn{\"u}pftes Aurora-A - MYCN Konstrukt entworfen. Die strukturelle und funktionale Integrit{\"a}t wurde in STD-NMR und BLI Experimenten mit bekannten Aurora-A Inhibitoren best{\"a}tigt, sowie in NMR-basierten ATPase Assays. Zus{\"a}tzlich konnte die Kristallstruktur des Konstrukts gel{\"o}st und damit die Validit{\"a}t des Designs best{\"a}tigt werden. Quantitative Messungen der synthetisierten Molek{\"u}le identifizierten HD19S als Hit mit einer zehnfach h{\"o}heren Affinit{\"a}t f{\"u}r das Aurora-A - MYCN Konstrukt im Vergleich zu der Kinase allein. Zus{\"a}tzlich wurden in-silico Untersuchungen zu PROTACs der Aurora-A Kinase durchgef{\"u}hrt. Interaktionen zwischen Aurora-A, der E3-Ligase Cereblon und den Liganden wurden modelliert und f{\"u}r die Erkl{\"a}rung unterschiedlicher Aktivit{\"a}ten der eingesetzten PROTACs verwendet. Zudem zeigte das aktivste PROTAC eine hohe Selektivit{\"a}t f{\"u}r Aurora-A gegen{\"u}ber Aurora-B, obwohl die verwendete Erkennungseinheit (Alisertib) an beide Aurora-Proteine bindet. Dieser Umstand konnte durch energetische Analysen von molekulardynamischen Simulationen der tern{\"a}ren Komplexe erkl{\"a}rt werden. Optimierungsm{\"o}glichkeiten f{\"u}r eine effizientere Degradation von Aurora-A durch die PROTACs wurden basierend auf modifizierten Erkennungseinheiten und verbesserten Linkern untersucht.},
  subject      = {Arzneimitteldesign},
  language  = {de}
}