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ZUSAMMENFASSUNG
Obwohl diverse Mutationen des NF-κB Systems in Myelomzelllinien und primären Myelomzellen eine pathogenetische Beteiligung andeuten, ist die Relevanz des IKK Komplexes als molekularer Angriffspunkt für die Entwicklung medikamentöser Therapieoptionen noch nicht ausreichend geklärt. Zwar führte die Applikation des IKK-β Inhibitors MLN120b dosisabhängig und längerfristig zu einer Reduktion der Zellviabilität in einer Vielzahl von Myelomzelllinien, doch kann nicht ausgeschlossen werden, dass bei höheren Konzentrationen unspezifische Wirkungen für die beobachteten Effekte (mit-) verantwortlich sind.
Aus diesem Grund erfolgte in der vorliegenden Arbeit eine spezifische Suppression von
IKK-α, IKK-β oder IKK-γ mittels transienter Transfektion von shRNA Expressionsvektoren oder Stealth-siRNA. Es folgte die Charakterisierung der verminderten Zielproteinspiegel mittels Western-Blot und die Messung der Viabilität der Zellen mittels FACS Analysen. Darüber hinaus wurde in TNF-α Stimulationsexperimenten der Effekt der Suppression von IKK-β mittels Stealth-siRNA auf (Phospho-)IκB-α analysiert. Schließlich erfolgte die Applikation des IKK-β Inhibitors
TPCA, dessen Wirkung auf die Zellviabilität und auf die TNF-α-vermittelte Phosphorylierung und Degradation von IκB-α in MM.1S Zellen untersucht wurde.
Die Experimente mit Stealth-siRNA zeigten, dass weder die Suppression von IKK-β, noch die Suppression von IKK-α oder IKK-γ in AMO-1, L363 oder MM.1S eine Verminderung der Zellviabilität bewirken konnte. Auch eine kombinierte Suppression von IKK-α zusammen mit IKK-β in L363 und MM.1S Zellen bewirkte keinen vermehrten Zelltod. Dagegen zeigte die Behandlung von MM.1S Zellen mit hohen Konzentrationen von TPCA einen geringen Effekt auf das Überleben dieser Zellen. Die Suppression von IKK-β mittels Stealth-siRNA in MM.1S konnte nicht die TNF-α vermittelte IκB-α
Phosphorylierung und Degradation verhindern. Sowohl die hohe TNF-α Konzentration von 100ng/ml, als auch eine unvollständige Suppression von IKK-β könnte dazu beigetragen haben. In analogen Experimenten mit TPCA konnte die TNF-α vermittelte IκB-α Phosphorylierung und Degradation dagegen effektiv unterdrückt werden.
In der Zusammenschau der Ergebnisse konnte somit eine potenzielle therapeutische Relevanz des IKK-Komplexes als molekularer Angriffspunkt für eine Myelomtherapie nicht gefunden werden.
Eine noch detailliertere Analyse der Funktionalität des Signalwegs (insbesondere eine Messung der Aktivität der NF-κB Transkriptionsfaktoren im Zellkern) und die Etablierung stabiler und induzierbarer Expressionssysteme für längerfristige Untersuchungen der RNAi Wirkungen in Myelomzellen, stellen weiterführende Wege zu einer umfangreicheren Beurteilung der pathobiologischen und therapeutischen Bedeutung des NF-κB Systems dar. Darüber hinaus sind die das NF-κB System betreffenden Mutationen genauer hinsichtlich ihrer potenziellen Wirkung auf NF-κB unabhängige Signalwege zu untersuchen.
Multiple myeloma (MM) displays an NFκB activity-related gene expression signature and about 20% of primary MM samples harbor genetic alterations conducive to intrinsic NFκB signaling activation. The relevance of blocking the classical versus the alternative NFκB signaling pathway and the molecular execution mechanisms involved, however, are still poorly understood. Here, we comparatively tested NFκB activity abrogation through TPCA-1 (an IKK2 inhibitor), BAY 11-7082 (an IKK inhibitor poorly selective for IKK1 and IKK2), and MLN4924 (an NEDD8 activating enzyme (NAE)-inhibitor), and analyzed their anti-MM activity. Whereas TPCA-1 interfered selectively with activation of the classical NFκB pathway, the other two compounds inhibited classical and alternative NFκB signaling without significant discrimination. Noteworthy, whereas TPCA-1 and MLN4924 elicited rather mild anti-MM effects with slight to moderate cell death induction after 1 day BAY 11-7082 was uniformly highly toxic to MM cell lines and primary MM cells. Treatment with BAY 11-7082 induced rapid cell swelling and its initial effects were blocked by necrostatin-1 or the ROS scavenger BHA, but a lasting protective effect was not achieved even with additional blockade of caspases. Because MLN4924 inhibits the alternative NFκB pathway downstream of IKK1 at the level of p100 processing, the quite discordant effects between MLN4924 and BAY 11-7082 must thus be due to blockade of IKK1-mediated NFκB-independent necrosis-inhibitory functions or represent an off-target effect of BAY 11-7082. In accordance with the latter, we further observed that concomitant knockdown of IKK1 and IKK2 did not have any major short-term adverse effect on the viability of MM cells.