@phdthesis{Mueller2015,
  author    = {M{\"u}ller, Elisabeth},
  title     = {Pan-Raf-Inhibition als neue therapeutische Strategie im Multiplen Myelom},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-124666},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Das Multiple Myelom (MM) ist eine durch monoklonale Vermehrung terminal differenzierter Antik{\"o}rper-produzierender B-Lymphozyten (Plasmazellen) im Knochenmark charakterisierte maligne Krankheit, die sich v.a. in osteolytischen Knochendestruktionen, h{\"a}matopoetischer und Niereninsuffizienz {\"a}ußert. Verbesserte Therapieans{\"a}tze wie die Hochdosis-Chemotherapie mit Melphalan und anschließender autologer Stammzelltransplantation sowie die Einf{\"u}hrung neuer pharmakologischer Substanzklassen (Proteasom-Inhibitoren, Cereblon-bindende Thalidomidderivate) f{\"u}hrten zu einer Verl{\"a}ngerung der durchschnittlichen {\"U}berlebenszeit, f{\"u}r die meisten der Patienten ist die Erkrankung jedoch derzeit unheilbar. Die Erforschung neuer potenzieller therapeutischer Angriffspunkte auf Grund pathobiologischer Erkenntnisse bleibt daher unabdingbar. Ein Ansatz zur Verbesserung des Verst{\"a}ndnisses der Pathogenese ist die funktionelle, molekulare und genetische Analyse des Signalnetzwerkes im MM. Im Zusammenhang mit diesem Konzept wurde entdeckt, dass wachstums-regulierende Signalwege in MM Zellen aktiviert oder dereguliert sind und zum {\"U}berleben und der Proliferation des Tumors beitragen. So konnte beispielsweise von unserer Arbeitsgruppe bereits gezeigt werden, dass onkogenes Ras essentiell zum {\"U}berleben der MM Zellen beitr{\"a}gt. Da Ras derzeit mangels spezifischer Inhibitoren pharmakologisch nicht angreifbar ist, stellen weitere funktionelle Bestandteile des Signalweges eine potenzielle therapeutische Zielstruktur dar. W{\"a}hrend die Blockade von MEK1/2 in MM Zellen keinen Einfluss auf das {\"U}berleben hatte, konnte durch die Blockade von Raf in ersten Tests unserer Arbeitsgruppe Apoptose hervorgerufen werden. Aus diesem Grund habe ich in der vorliegenden Arbeit zur Evaluation eines neuen Therapieansatzes die Rolle der Raf-abh{\"a}ngigen Signaltransduktion eingehend untersucht. Als Grundlage diente dabei die Hypothese, dass die Raf-Kinasen entscheidende Effektoren der durch onkogenes Ras vermittelten apoptotischen Effekte darstellen. In einem ersten Schritt konnte ich nachweisen, dass alle drei Raf-Isoformen (A-, B- und C-Raf) in humanen MM Zelllinien und in prim{\"a}ren MM Zellen aktiviert sind. Mittels shRNA-vermittelter, Isoform-spezifischer Raf-Knockdown-Experimente konnte ich zeigen, dass nur ein simultaner Knockdown aller Isoformen, d.h. ein Pan-Raf-Knockdown, zu einer De-Phosphorylierung von MEK1/2 und ERK1/2 f{\"u}hrte. Dieser Versuch ließ sich mittels pharmakologischer Raf-Inhibition, bei der ebenfalls nur eine Pan-Raf-Blockade zu einer Herunterregulation von MEK1/2 und ERK1/2 in MM Zellen f{\"u}hrte, best{\"a}tigen. Das MEK/ERK-Modul stellte somit einen hervorragenden Surrogat- und Biomarker f{\"u}r die Pan-Raf-Aktivit{\"a}t dar. Im Gegensatz zur Blockade des MEK/ERK-Moduls f{\"u}hrte eine Hemmung der Pan-Raf-Aktivit{\"a}t mittels shRNA oder pharmakologischer Inhibitoren in allen untersuchten Zelllinien und in der Mehrheit der prim{\"a}ren MM Zellen zu einer starken Induktion von Apoptose. Da das Ansprechen auf eine Pan-Raf-Blockade nicht mit dem Ras-Mutationsstatus korrelierte, k{\"o}nnten die Raf-Kinasen eine von onkogenem Ras unabh{\"a}ngie Qualit{\"a}t als therapeutische Zielstruktur aufweisen. Zur Untersuchung m{\"o}glicher MEK/ERK-unabh{\"a}ngiger Effektormechanismen der Pan-Raf-Inhibition habe ich die mRNA-basierten Genexpressionsprofile von INA-6 Zellen nach pharmakologischer Pan-Raf- oder MEK-Inhibition verglichen. Dabei f{\"u}hrte die Pan-Raf-Inhibition zu einer Regulation von wesentlich mehr Genen, wobei sich auch die Art der regulierten Gene unterschied, darunter Gene mit tumorrelevanten Funktionen wie Regulation von Proliferation, Zellzyklus und Apoptose. F{\"u}r eine dieser Gengruppen, die Gruppe der PI3K-abh{\"a}ngigen, mTOR-assoziierten Gene, konnte ich eine Regulation auch auf der Proteinebene nachweisen: die Phosphorylierungen von mTOR, p70S6K, Rb und AKT und die Expression von CyclinD1 und PDK1 waren nach Pan-Raf-Inhibition, nicht jedoch nach MEK-Blockade herunterreguliert. Dieses Ergebnis deutet auf eine Ko-Regulation der PI3K-abh{\"a}ngigen Signaltransduktion durch die Raf-kinasen hin. Mittels spezifischer PI3K-Inhibitoren ließ sich sowohl bei der Regulation der untersuchten Proteine als auch bei der Induktion von Apoptose eine deutliche Verst{\"a}rkung der Pan-Raf-Inhibition in HMZL und in prim{\"a}ren Zellen erzielen. Zusammengefasst zeigt diese Arbeit, dass die Pan-Raf-Blockade eine neue Therapiem{\"o}glichkeit darstellt, die durch Kombination mit einer PI3K/AKT-Inhibition noch verst{\"a}rkt werden kann.},
  subject      = {Plasmozytom},
  language  = {de}
}
@article{ChatterjeeAndrulisStuehmeretal.2013,
  author    = {Chatterjee, Manik and Andrulis, Mindaugas and St{\"u}hmer, Thorsten and M{\"u}ller, Elisabeth and Hofmann, Claudia and Steinbrunn, Torsten and Heimberger, Tanja and Schraud, Heike and Kressmann, Stefanie and Einsele, Hermann and Bargou, Ralf C.},
  title     = {The PI3K/Akt signaling pathway regulates the expression of Hsp70, which critically contributes to Hsp90-chaperone function and tumor cell survival in multiple myeloma},
  series = {Haematologica},
  volume    = {98},
  journal   = {Haematologica},
  number    = {7},
  doi       = {10.3324/haematol.2012.066175},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-130574},
  pages     = {1132-1141},
  year      = {2013},
  abstract  = {Despite therapeutic advances multiple myeloma remains largely incurable, and novel therapeutic concepts are needed. The Hsp90-chaperone is a reasonable therapeutic target, because it maintains oncogenic signaling of multiple deregulated pathways. However, in contrast to promising pre-clinical results, only limited clinical efficacy has been achieved through pharmacological Hsp90 inhibition. Because Hsp70 has been described to interact functionally with the Hsp90-complex, we analyzed the suitability of Hsp72 and Hsp73 as potential additional target sites. Expression of Hsp72 and Hsp73 in myeloma cells was analyzed by immunohistochemical staining and western blotting. Short interfering RNA-mediated knockdown or pharmacological inhibition of Hsp72 and Hsp73 was performed to evaluate the role of these proteins in myeloma cell survival and for Hsp90-chaperone function. Furthermore, the role of PI3K-dependent signaling in constitutive and inducible Hsp70 expression was investigated using short interfering RNA-mediated and pharmacological PI3K inhibition. Hsp72 and Hsp73 were frequently overexpressed in multiple myeloma. Knockdown of Hsp72 and/or Hsp73 or treatment with VER-155008 induced apoptosis of myeloma cells. Hsp72/Hsp73 inhibition decreased protein levels of Hsp90-chaperone clients affecting multiple oncogenic signaling pathways, and acted synergistically with the Hsp90 inhibitor NVP-AUY922 in the induction of death of myeloma cells. Inhibition of the PI3K/Akt/GSK3b pathway with short interfering RNA or PI103 decreased expression of the heat shock transcription factor 1 and down-regulated constitutive and inducible Hsp70 expression. Treatment of myeloma cells with a combination of NVP-AUY922 and PI103 resulted in additive to synergistic cytotoxicity. In conclusion, Hsp72 and Hsp73 sustain Hsp90-haperone function and critically contribute to the survival of myeloma cells. Translation of Hsp70 inhibition into the clinic is therefore highly desirable. Treatment with PI3K inhibitors might represent an alternative therapeutic strategy to target Hsp70.},
  language  = {en}
}
@article{RostMuellerKelleretal.2014,
  author    = {Rost, Simone and M{\"u}ller, Elisabeth and Keller, Alexander and Fregin, Andreas and M{\"u}ller, Clemens R.},
  title     = {Confirmation of warfarin resistance of naturally occurring VKORC1 variants by coexpression with coagulation factor IX and in silico protein modelling},
  doi       = {10.1186/1471-2156-15-17},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-110095},
  year      = {2014},
  abstract  = {Background VKORC1 has been identified some years ago as the gene encoding vitamin K epoxide reductase (VKOR) - the target protein for coumarin derivates like warfarin or phenprocoumon. Resistance against warfarin and other coumarin-type anticoagulants has been frequently reported over the last 50 years in rodents due to problems in pest control as well as in thrombophilic patients showing variable response to anticoagulant treatment. Many different mutations have already been detected in the VKORC1 gene leading to warfarin resistance in rats, mice and in humans. Since the conventional in vitro dithiothreitol (DTT)-driven VKOR enzymatic assay often did not reflect the in vivo status concerning warfarin resistance, we recently developed a cell culture-based method for coexpression of VKORC1 with coagulation factor IX and subsequent measurement of secreted FIX in order to test warfarin inhibition in wild-type and mutated VKORC1. Results In the present study, we coexpressed wild-type factor IX with 12 different VKORC1 variants which were previously detected in warfarin resistant rats and mice. The results show that amino acid substitutions in VKORC1 maintain VKOR activity and are associated with warfarin resistance. When we projected in silico the amino acid substitutions onto the published three-dimensional model of the bacterial VKOR enzyme, the predicted effects matched well the catalytic mechanism proposed for the bacterial enzyme. Conclusions The established cell-based system for coexpression of VKORC1 and factor IX uses FIX activity as an indicator of carboxylation efficiency. This system reflects the warfarin resistance status of VKORC1 mutations from anticoagulant resistant rodents more closely than the traditional DTT-driven enzyme assay. All mutations studied were also predicted to be involved in the reaction mechanism.},
  language  = {en}
}