Bastian Krenz

• Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is predominantly driven by mutations in KRAS and TP53. However, PDAC tumors display deregulated levels of MYC and are a paradigm example for MYC-driven and -addicted tumors. For many years MYC was described as a transcription factor that regulates a pleiotropic number of genes to drive proliferation. Recent work sheds a different light on MYC biology. First, changes in gene expression that come along with the activation of MYC are mild and MYC seems to act more as a factor that reduces stress andPancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is predominantly driven by mutations in KRAS and TP53. However, PDAC tumors display deregulated levels of MYC and are a paradigm example for MYC-driven and -addicted tumors. For many years MYC was described as a transcription factor that regulates a pleiotropic number of genes to drive proliferation. Recent work sheds a different light on MYC biology. First, changes in gene expression that come along with the activation of MYC are mild and MYC seems to act more as a factor that reduces stress and increases resilience towards challenges during transcription. Second, MYC is a strong driver of immune evasion in different entities. In this study we depleted MYC in murine PDAC cells and revealed the immune dependent regression of tumors in an orthotope transplant model, as well as the activation of the innate immune system using global expression analysis, immunoblotting and fCLIP. These experiments revealed that endogenous double-stranded RNA is binding as a viral mimicry to Toll-like receptor 3, causing activation of TBK1 and downstream activation of a proimmunogenic transcription program. The regression of tumors upon depletion of MYC is dependent on this pathway since the knockout of TBK1 prevents regression of tumors after depletion of MYC. We can summarize this study in three main findings: First, the dominant and most important function of MYC in tumors is not to drive proliferation but to promote immune evasion and prevent immune-dependent regression of tumors. Second, cells monitor defects or delay in splicing and RNA processing and activate the immune system to clear cells that face problems with co-transcriptional processing. Third, MYC suppresses the activation of the cell-intrinsic innate immune system and shields highly proliferating cells from the recognition by the immune system. To translate this into a therapeutically approach, we replaced the shRNA mediated depletion of MYC by treatment with cardiac glycosides. Upon treatment with cardiac glycosides tumor cells reduce uptake of nutrients, causing a downregulation of MYC translation, inhibition of proliferation, glycolysis and lactate secretion. Lactate is a major reason for immune evasion in solid tumors since it dampens, amongst others, cytotoxic T cells and promotes regulatory T cells. Treatment of mice with cardiac glycosides causes a complete and immune-dependent remission of PDAC tumors in vivo, pointing out that cardiac glycosides have strong proimmunogenic, anti-cancer effects. More detailed analyses will be needed to dissect the full mechanism how cardiac glycosides act on MYC translation and immune evasion in PDAC tumors.…
• Pankreaskarzinome entwickeln sich in den meisten Fällen durch die Mutation von KRAS und TP53. Nichtsdestotrotz weisen Pankreaskarzinome sehr hohe, deregulierte Level des MYC Proteins auf und sind exemplarisch für Tumore, deren Wachstum abhängig von MYC ist. Für lange Zeit wurde MYC als Transkriptionsfaktor beschrieben, der vor allem Gene aktiviert, die für die Proliferation von Zellen notwendig sind. Die jüngste Forschung wirft jedoch ein anderes Bild auf die Biologie von MYC. Zum einen sind die transkriptionellen Veränderung nach AktivierungPankreaskarzinome entwickeln sich in den meisten Fällen durch die Mutation von KRAS und TP53. Nichtsdestotrotz weisen Pankreaskarzinome sehr hohe, deregulierte Level des MYC Proteins auf und sind exemplarisch für Tumore, deren Wachstum abhängig von MYC ist. Für lange Zeit wurde MYC als Transkriptionsfaktor beschrieben, der vor allem Gene aktiviert, die für die Proliferation von Zellen notwendig sind. Die jüngste Forschung wirft jedoch ein anderes Bild auf die Biologie von MYC. Zum einen sind die transkriptionellen Veränderung nach Aktivierung von MYC mild und vieles deutet darauf hin, dass die Funktion von MYC zum einen in der Reduktion von transkriptionellem Stress liegt. Zum anderen verhindert MYC die Erkennung von Tumorzellen durch das Immunsystem. In dieser Studie wurde MYC in murinen Pankreaskarzinomzellen depletiert und die immunabhängige Regression der Tumore in einem orthotopen Transplantationsmodel untersucht. Die Aktivierung der zell-intrinsischen Immunantwort wurde mittels globaler Expressionsanalyse, Immunoblots und fCLIP Experimenten untersucht. Diese Experimente haben gezeigt, dass endogene doppel-strängige RNAs als virales Mimikry an Toll-like Rezeptor 3 binden, worauf TBK1 phosphoryliert und ein pro-immunogenes Transkriptionsprogram aktiviert wird. Die Deletion von TBK1 konnte beweisen werden, dass die Regression der Tumore von diesem Signalweg abhängig ist. Die Ergebnisse der Studie lassen sich in drei zentrale Erkenntnisse zusammenfassen: Erstens ist die prä-dominante Funktion von MYC in Tumoren in vivo nicht die Proliferation der Zellen zu fördern, sondern zu verhindern, dass der Tumor vom Immunsystem erkannt und bekämpft wird. Zweitens überwachen Zellen das richtige Prozessieren von RNA und aktivieren bei Bedarf das Immunsystem um defekte Zellen zu entfernen. Drittens unterdrückt MYC die Aktivierung dieses zell-intrinsischen Signalweges und schirmt den Tumor dadurch vom Immunsystem ab. Um diese Ergebnisse in einen translationalen Ansatz zu überführen, haben wir die shRNA vermittelte Depletion von MYC durch die Behandlung mit Herzglykosiden ersetzt, die die Aufnahme von Nährstoffen reduzieren, Proliferation einschränken, die Translation des MYC Proteins stoppen und Glykolyse und Laktatsekretion herunterfahren. Laktat hat starke immunsuppressive Eigenschaften in soliden Tumoren, da es zytotoxische T Zellen erschöpft und regulatorische T Zellen aktiviert. Die Behandlung von Mäusen mit Herzglykosiden führte in Abhängigkeit vom Immunsystem zur kompletten Remission der Tumore, auch wenn noch weitere Forschung notwendig ist, um die exakten Zusammenhänge besser zu verstehen.…