TY - THES A1 - Fender, Hendrik Eike T1 - NFATc1 as a Therapeutic Target in Burkitt’s Lymphoma T1 - NFATc1 – ein Angriffspunkt zur Therapie des Burkitt-Lymphoms N2 - Burkitt's lymphoma (BL) is a very aggressive, germinal center-derived B cell lymphoma. It mostly occurs in children from equatorial Africa who carry both the Epstein-Barr virus and the pathogens for malaria. Aside from this endemic form, there are also sporadic and immunosuppressive forms of BL. The most important characteristics are both the “starry sky” macrophages - from a histological point of view - and the translocation of MYC to one of the immunoglobulin enhancers at the molecular level. In addition to MYC overexpression several mutations, e.g. in p53 or cyclin D3, or constitutive active PI3-kinase signaling contribute to lymphoma genesis. Furthermore, NFAT factors seem also to play a crucial role. In human BL cell lines and murine Myc-driven tumors, the pro survival factor NFATc1 is highly expressed and present in the nuclei. To interfere with the NFAT pathway in lymphoma formation, I tested the “classical” way by inhibition of calcineurin (CN) with CsA, FK506 or VIVIT. Surprisingly, CN inhibition was not sufficient to induce a complete cytoplasmic translocation of NFATc1. Furthermore, CN inhibitors affected cellular survival and proliferation only at atypical high concentrations. Investigation of other pathways, like the PI3-kinase or JAK3, excluded the possibility that they promote NFATc1 activity. Finally, I treated NFATc1 over-expressing BL and pancreatic cancer cell lines with gallium nitrate that turned out to be a very potent inhibitor of cell survival. Gallium nitrate suppressed NFATc1 and MYC transcription though protein stability was not affected. Regarding the regulation of NFATc1 by MYC-overexpression, the data obtained in my work suggested that (1) NFATc1 mRNA level is down-regulated in murine cells, (2) NFATc1 protein level is up-regulated in both human and murine cells, and (3) MYC supports NFATc1’s nuclear residence. Finally, I discovered Myc-driven tumor cells as potential “starry sky” macrophages. Under certain conditions, mainly concerning calcium signaling, they change their outward appearance, surface marker expression, and gain the ability for phagocytosis. For the future, the discovery that gallium acts through NFATc1 in BL and probably numerous other cancer types opens up new strategies for therapeutic interventions. N2 - Das Burkitt Lymphom (BL) ist ein sehr aggressives, aus dem Keimzentrum entsprungenes, B Zell Lymphom. Es tritt meisten in Kindern aus Äquatorialafrika auf, welche sowohl das EB-Virus als auch den Malariaerreger in sich tragen. Neben dieser endemischen Form gibt es auch eine sporadische und eine Immundefizienz-assozierte Form. Die wichtigsten Charakteristika sind aus Sicht der Histologie die "Sternenhimmelmakrophagen" und aus molekulargenetischer Sicht die Translokation des MYC-Onkogens in die Region eines Immunglobulingens. Zusätzlich zur MYC-Überexpression spielen viele weitere Mutationen, z. B. im p53 oder Cyclin D3 Gen, oder eine konstitutive PI3-Kinase eine wichtige Rolle in der Lymphomgenese. Des Weiteren spielen NFAT Faktoren eine wichtige Rolle: In BL Zelllinien und MYC-Tumoren aus der Maus sind die Überlebensfaktoren NFATc1 regelhaft vorhanden und im Zellkern, also in ihrer aktiven Form präsent. Um den NFAT Signalweg therapeutisch anzugehen, testete ich die "klassischen" Calcineurininhibitoren, wie CsA, FK506 und VIVIT. Überraschenderweise war eine Translokation von NFATc1 in das Zytoplasma nicht zu erreichen und nur atypisch hohe Konzentrationen der o.g. Wirkstoffe verhinderten das Wachstum der BL Zellen. Die Untersuchung anderer Signalwege, wie der PI3-Kinase- oder JAK3-Weg, zeigten keinen Einfluss auf NFATc1. Schlussendlich konnten BL-Zellen und Pankreaskarzinom-Zellen mit Galliumnitrat effektiv behandelt werden, welches sich als potentes Mittel herausstellte. Galliumnitrat unterdrückt dabei die Transkription von NFATc1 und MYC, wobei die Proteinstabilität unberührt bleibt. . MYC-Überexpression reguliert NFATc1 dahingehend, dass (1) NFATc1 mRNA Konzentrationen supprimiert werden (in Mauszellen), (2) NFATc1 Proteinkonzentrationen hochreguliert werden und (3) MYC die Kernlokalisation von NFATc1 unterstützt. Letztendlich konnte ich MYC-gesteuerte Tumorzellen als potenzielle "Sternenhimmelmakrophagen" entlarven: Unter bestimmten Umständen, hauptsächlich Kalzium- konzentrationen und signalwege betreffend, verändern sie ihr Aussehen, Oberflächenmarkerexpression und gewinnen die Fähigkeit zur Phagozytose. Zukünftig eröffnet die Entdeckung von Galliumsalzen als Krebstherapeutika und ihre Wirkung auf NFATc1 im Burkitt Lymphom weitere therapeutische Ansätze für zahlreiche weitere Tumorentitäten. KW - Burkitt KW - Burkitt KW - Lymphom KW - NFATc1 KW - Gallium KW - Starry Sky Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-133098 ER - TY - THES A1 - Akimzhanov, Askar M. T1 - Epigenetic repression of the NFATc1 transcription factor in human lymphomas T1 - Epigenetische Repression des NFATc1 Transkriptionsfakors in menschlichen Lymphomen N2 - We examined the regulation of NFATc1 in different lymphomas and observed an inversed correlation between the methylation status and expression of NFATc1. Our data demonstrate that aberrant DNA methylation associated with chromatin remodeling within nfatc1 locus is a major mechanism for the repression of NFATc1 expression, suggesting that the DNA methylation-mediated transcriptional silencing of NFATc1 may be a critical event in the tumorogenesis of ALCLs and cHLs. Furthermore, the DNA methylation of human nfatc1 promoter region could be used as a novel biomarker of tumor progression. Our results indicate a close link between the loss of immunoreceptor signaling and NFATc1 expression in human lymphomas. For both ALCLs and cHLs, defects in immunoreceptor signaling have been described which result in a loss of receptor-mediated gene expression programs (Schwering et al., 2003; Bonzheim et al., 2004; Marafioti et al., 2004). In T cells, one indicator gene of these programs appears to be the nfatc1 gene whose expression is controlled by TCR signals (Chuvpilo et al., 2002a). In contrast, in T cells NFATc1 expression is unaffected by TCR signals, and NFATc2 was found to be expressed at normal levels in ALCLs and cHLs (L.K., unpubl. data). Moreover, the activity of NF-kappaB factors which can bind to certain NFAT binding sites and share a distantly-related DNA binding domain with NFATs is strongly elevated in cHL cells (Bargou et al., 1997; Hinz et al., 2001; Hinz et al., 2002) suggesting that NFATs and NF-kappaBs exert very different effects on generation and maintenance of Hodgkin’s lymhomas. However, it should be mentioned that in Burkitt’s and further B cell lymphomas in which NFATc1 proteins are strongly expressed and controlled by receptor signals (Kondo et al., 2003), they could exert a promoting function in tumor development. The genes of p53 family members p63 and p73 are prominent examples for mammalian genes whose products can act both as oncoproteins and tumor suppressor genes (Hibi et al., 2000; Stiewe and Putzer, 2002), and it is likely that more genes exist which encode both tumor suppressors and oncoproteins. It remains to be shown whether the nfatc1 gene is one of them. N2 - Wir haben die Regulation von NFATc1 in verschiedenen Lymphomen untersucht und beobachteten eine umgekehrte Korrelation zwischen dem Ausmaß an Methylierung und der Expression von NFATc1. Unsere Daten demonstrieren, dass eine aberrante DNA-Methylierung, die mit veränderter Chromatinstruktur innerhalb des nfatc1 Lokus assoziiert ist, der Hauptmechanismus für die Repression der NFATc1-Expression ist. Es wäre zu vermuten, dass die durch DNA-Methylierung verursachte transkriptionelle Abschaltung von NFATc1 der kritische Schritt bei der Tumorgenese von ALCLs und cHLs ist. Des weiteren könnte das Ausmaß der DNA-Methylierung in der humanen nfatc1-Promotorregion als neuer Biomarker für Tumorprogression genutzt werden. Unsere Daten indizieren eine enge Verbindung zwischen dem Verlust von Immunrezeptorsignalen und der NFATc1-Expression in humanen Lymphomen. Für sowohl ALCLs als auch cHLs wurden Defekte in der Immunrezeptorsignalgebung beschrieben, welche sich im Verlust des Rezeptor vermittelten Genexpressionsprogramms niederschlagen (Schwering et al., 2003; Bonzheim et al., 2004; Marafioti et al., 2004). In T-Zellen scheint das nfatc1-Gen eins der Indikatorgene dieses Programms zu sein, dessen Expression durch TCR-Signale kontrolliert wird (Chuvpilo et al., 2002a). Im Gegensatz dazu bleibt die NFATc2-Expression in T-Zellen unbeeinflusst von TCR-Signalen, weshalb NFATc2 in ALCLs und cHLs auch in normalem Ausmaß exprimiert wird (L.K., unpubl. data). Andererseits ist die Aktivität der NF-kappaB-Faktoren, die auch an bestimmte NFAT-Bindungsstellen binden können und deren DNA-Bindungsdomäne entfernt mit der der NFATs verwandt ist, in cHL-Zellen stark erhöht (Bargou et al., 1997; Hinz et al., 2001; Hinz et al., 2002). Das lässt vermuten, dass NFATc1 und die NF-kappa-Faktoren eine sehr unterschiedliche Rolle bei der Entstehung und dem Erhalt der Hodgkinlymphome spielen. Es sollte aber erwähnt werden, dass in Burkitts und anderen B-Zelllymphomen, in denen NFATc1-Proteine stark exprimiert und darüber hinaus durch Rezeptorsignale kontrolliert sind (Kondo et al., 2003), diese eine Tumor fördernde Funktion ausüben könnten. Die Gene der p53-Familienmitglieder p63 und p73 sind prominente Beispiele für Säugergene, deren Produkte sowohl als Onkoproteine als auch als Tumorsuppressoren fungieren können (Hibi et al., 2000; Stiewe and Putzer, 2002), und es ist wahrscheinlich, dass es noch weitere Gene gibt, die beide Funktionen ausüben. Es wird zu zeigen sein, ob das nfatc1-Gen eins von ihnen ist. KW - Lymphom KW - T-Lymphozyt KW - Transkriptionsfaktor KW - Methylierung KW - Epigenese KW - NFATc1 KW - Lymphome KW - Epigenetik KW - Methylierung KW - NFATc1 KW - Lymphoma KW - Epigenetics KW - Methylation Y1 - 2005 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-12921 ER -