Hintergrund: Als eine der häufigsten Tumorentitäten und Krebstodesursachen weltweit stellt das hepatozelluläre Karzinom (HCC) eine enorme Herausforderung für die globalen Gesundheitssysteme dar. Wie auch in vielen anderen Tumorentitäten finden sich im HCC häufig Veränderungen der Transkriptionsfaktoren der p53-Familie (p53, p63, p73). In Abhängigkeit der Splice-Variante entstehen verschiedene ...
Zusammenfassung (Deutsch)
Hintergrund: Als eine der häufigsten Tumorentitäten und Krebstodesursachen weltweit stellt das hepatozelluläre Karzinom (HCC) eine enorme Herausforderung für die globalen Gesundheitssysteme dar. Wie auch in vielen anderen Tumorentitäten finden sich im HCC häufig Veränderungen der Transkriptionsfaktoren der p53-Familie (p53, p63, p73). In Abhängigkeit der Splice-Variante entstehen verschiedene Moleküle, die unterschiedliche Zielgene beeinflussen und zum Teil antagonistische Eigenschaften aufweisen. TAp73, das eine N-terminale TAD trägt, werden p53-kongruente, vorwiegend tumorsuppressive Funktionen zugesprochen, während die N terminal trunkierte Form ΔNp73 als Onkogen gilt. Neben der direkten Bindung an ihre Zielgene wirken diese Transkriptionsfaktoren auch durch Regulation verschiedener microRNAs (miRs). miRs sind kleine, nicht-codierende RNA-Moleküle, die durch Einfluss auf die Genregulation tumorsuppressive oder onkogene Effekte erzielen können.
Methoden: In dieser Arbeit wurden anhand von Zellkulturansätzen in Hep3B- und HepG2-Zellen Auswirkungen von TAp73, ΔNp73 und verschiedenen Systemtherapeutika auf die Expression von miR 34a, miR 145, miR 149, miR-192 und miR-194 im HCC mittels qRT-PCR analysiert und Expressionsveränderungen der p53-Familienmitglieder im Western Blot untersucht. Der Einfluss von Tivantinib auf die Stoffwechselaktivität der Zellen wurde im MTS-Assay evaluiert.
Ergebnisse: p53-defiziente Hep3B-Zellen zeigten bei adenoviral induzierter Expression von TAp73 eine gesteigerte Expression von miR-34a, miR 145 und miR-149. Die Expression der onkogenen Isoform ΔNp73 hingegen führte zu keiner relevanten Veränderung der Expressionsmuster aller untersuchten miRs. Unter Behandlung mit der targeted therapy Tivantinib wurde ein Anstieg des miR-Gehaltes für miR 34a, miR-145, miR-149, miR 192 sowie miR 194 beobachtet. Bei Kombination einer Expression von TAp73 und einer Zugabe von Tivantinib wurde eine Steigerung der Expressionsraten für miR-34a, miR-145 und miR-149 in Hep3B-Zellen beobachtet, die sich für ΔNp73 nicht zeigte. Andere HCC-relevante Chemotherapeutika und Kinaseinhibitoren erbachten geringere Expressionsveränderungen der drei genannten miRs. In nativen HepG2-Zellen, die neben der endogenen Expression von p63 und p73 auch eine Bildung der Wildtyp-Form von p53 aufweisen, ergab sich ebenfalls ein erhöhter Gehalt der untersuchten miRs nach Zugabe von Tivantinib. Die targeted therapy führte hier auch zu einer gesteigerten Expression von p53. Zudem wurde für beide Zellarten eine dosisabhängige Einschränkung der metabolischen Aktivität durch hohe Tivantinib-Konzentrationen unabhängig von p73 im MTS-Assay nachgewiesen. Zusammenfassend wurde in dieser Arbeit somit die Rolle von TAp73 sowie der targeted therapy Tivantinib in der Induktion der Expression von miR-34a, miR-145 und miR-149 im HCC gezeigt.
Schlussfolgerung: Systemische Therapieoptionen im HCC sind stark limitiert. In dieser Arbeit wurde erstmals die Regulation tumorsuppressiver miRs, insbesondere von miR-34a, miR-145 sowie miR-149, durch die targeted therapy Tivantinib sowohl in nativen Hep3B- und HepG2-Zellen als auch in Abhängigkeit einer TAp73-Expression in Hep3B-Zellen nachgewiesen und dabei potenziell synergistische, dosisabhängige Effekte von TAp73 und dem Therapeutikum identifiziert. Aufgrund der bekannten tumorsuppressiven Eigenschaften der untersuchten miRs ergibt sich aus diesen Ergebnissen ebenso wie aus der p53-Induktion durch das Therapeutikum in HepG2-Zellen potenziell ein neuer Therapieansatz für Patienten mit HCC.
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
Background: Hepatocellular carcinoma (HCC) is a common tumor entity and associated with cancer-related deaths worldwide. Changes in the expression of transcription factors of the p53 family (p53, p63, p73) are often observed in HCC. Depending on the splice variant, different molecules are formed that influence different target genes. TAp73, which carries an N-terminal TAD, is assigned ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
Background: Hepatocellular carcinoma (HCC) is a common tumor entity and associated with cancer-related deaths worldwide. Changes in the expression of transcription factors of the p53 family (p53, p63, p73) are often observed in HCC. Depending on the splice variant, different molecules are formed that influence different target genes. TAp73, which carries an N-terminal TAD, is assigned p53-congruent with tumor-suppressive functions, while the N-terminally truncated form ΔNp73 is considered an oncogene. In addition to directly binding to their target genes, these transcription factors also act by regulating various microRNAs (miRs). miRs are small, non-coding RNA molecules that exert tumor-suppressive or oncogenic effects by influencing gene regulation.
Methods: The effects of TAp73, ΔNp73 and various systemic drugs on the expression of miR- 34a, miR-145, miR-149, miR-192 and miR-194 were investigated in Hep3B and HepG2 cells using qPCR. Expression of the p53 family members were examined in western blots. The influence of tivantinib on the metabolic activity of the cells was evaluated in MTS assays.
Results: In Hep3B cells (p53-deficient) expression of miR-34a, miR-145 and miR-149 was increased by adenoviral-induced expression of TAp73. However, the expression of the oncogenic isoform ΔNp73 did not lead to a relevant change in the expression of any miRs examined. During treatment with the targeted therapy tivantinib, an increase in the expression of miR-34a, miR-145, miR-149, miR-192 and miR-194 was observed. The combination of transduction with TAp73 and treatment with tivantinib led to an increase in the expression of miR-34a, miR-145 and miR-149 in Hep3B cells, which was not detectable for ΔNp73. Other drugs resulted in lower expression changes of the three miRs mentioned. In HepG2 cells (p53-wildtype) content of investigated miRs increased after addition of tivantinib. The targeted therapy also led to an increased expression of p53. In addition, a dose-dependent reduction in metabolic activity due to high tivantinib concentrations was demonstrated for both cell types independently of p73 in the MTS assay. In summary, the role of TAp73 and tivantinib in inducing the expression of miR-34a, miR-145 and miR-149 in HCC was shown.
Conclusion: Systemic treatment in HCC is limited. In this work, the regulation of tumor-suppressive miRs, in particular of miR-34a, miR-145 and miR-149, by the targeted therapy tivantinib in non-transduced Hep3B and HepG2 cells as well as in dependence of TAp73 transduction in Hep3B cells was demonstrated. Potentially synergistic, dose-dependent effects of TAp73 and the therapeutic agent were identified. Due to the known tumor-suppressive properties of the investigated miRs, these results as well as the p53 induction by tivantinib in HepG2 cells potentially show a new therapeutic approach for patients with HCC.
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