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The NFκB/STAT3/PD-L1 network and its impact on the tumor aggressiveness of TERT promoter wild-type versus mutated Glioblastoma
Lisa Gabler
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Molekulare Mikrobiologie, Mikrobielle Ökologie und Immunbiologie
Betreuer*in
Walter Berger
DOI
10.25365/thesis.44759
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-10109.47178.202659-4
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Glioblastoma multiforme (GBM) zeichnet sich durch eine Prognose von nur 15 Monaten aus und ist demnach der bösartigste und außerdem der häufigste Gehirntumor in Erwachsenen. Reakivierung des telomerase reverse transcriptase (TERT) Gens geht oft mit Reaktivierung der Telomerase sowie erhöhter Tumoraggressivität einher. 80% der GBM liegen sogenannte aktivierende TERT Promoter Mutationen zugrunde. Neben ihrer Funktion in der Chromosomenverlängerung, hat Telomerase noch viele anderen Funktionen. Unter anderem spielt TERT in der Aktivierung verschiedener Signalwege, wie beispielsweise die nuclear factor kappa B (NFκB) Kaskade, eine Rolle. Ist die NFκB Achse wiederum aktiviert, stimuliert diese schließlich die signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3) Kaskade. Des Weiteren exprimieren 88% aller GBM Fälle den Immunregulator programmed death ligand 1 (PD L1). Davon ausgehend beschäftigt sich diese Studie mit den neu definierten Funktionen von TERT und deren Zusammenhang mit der vermutlich erhöhten Tumoraggressivität in TERT Promoter mutierten (MUT) GBM.
Neun GBM Zelllinien wurden auf etwaige Unterschiede bezüglich TERT Expressionslevels in Bezug auf ihren TERT Promoter Status analysiert. Außerdem wurden die Expressionsmuster der entsprechenden NFκB, STAT3 und PD L1 Signalwege getestet. Dementsprechend wurde QNZ oder Bay 11 082 als Inhibitor des NFκB Signalweges eingesetzt. Der STAT3 Signalachse wurde jedoch mit WP1066 oder STATTIC inhibiert. Schlussendlich wurden die inhibitorischen Effekte der Chemotherapeutika getestet. mRNA und protein Expression wurde durch Western Blot und quantitative real time PCR getestet und die TERT Promoter und Telomerase Aktivität wurde durch Luciferase Reporter Assays und TRAP Assays analysiert. Unsere Resultate wurden abschließend zusätzlich immunohistochemisch überprüft.
GBM Zelllininen mit einem MUT TERT Promoter exprimierten signifikant mehr TERT mRNA und Protein. Die PD L1 Expression war jedoch besonders in den Wildtyp (WT) Modellen erhöht. Die MUT Tumoren hatten außerdem ein auffallend hohes Toleranzlevel gegenüber den NFκB und STAT3 Inhibitoren. Überraschenderweise führte Blockade der NFκB oder der STAT3 Kaskade außerdem zur gleichzeitigen Inhibierung des jeweilig anderen Signalweges. Der TERT Promoter Status hat großen Einfluss auf die Inhibition des NFκB und STAT3 Signalachsen. Besonders eine Blockade beider Signalwege könnte zukünftige Therapiemöglichkeit darstellen.
Abstract
(Englisch)
Glioblastoma multiforme (GBM) is the most common malignant brain tumor in adults, characterized by a poor prognosis of about 15 months. Several genomic alterations including reactivation of telomerase reverse transcriptase (TERT) are responsible for telomerase reactivation GBM aggressiveness. In this respect, activating point mutations within the TERT promoter are detected in approximately 80% of GBM samples. Recent studies demonstrated that telomerase is not only restricted to chromosomal elongation, but may also have a broad variety of non-canonical functions. Accordingly, TERT promotes several signaling pathways including the nuclear factor (NFκB) axis, which in turn promotes activation of the signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3) cascade. Moreover, 88% of all GBM cases are characterized by overexpression of the immune-regulator programmed death ligand 1 (PD-L1). Based on this knowledge, the present thesis focused on the association between non-canonical functions of TERT and suspected higher tumor aggressiveness of TERT promoter mutated (MUT) GBM. This study analyzed differences in endogenous TERT expression levels of nine GBM cell culture models according to their TERT promoter mutation status. Furthermore, the expression profiles of the NFκB, STAT3 as well as PD-L1 signaling cascades were tested. Accordingly, the NFκB pathway was inhibited using QNZ or Bay-11-082, while STAT3 signaling was blocked with WP1066 or STATTIC. The inhibitory potential of these drugs towards their targets and connected pathways as well as towards telomerase reactivation was tested. mRNA and protein expression was analyzed by Western blots and quantitative real-time PCR, respectively. TERT promoter and telomerase activity was investigated performing luciferase reporter assays and TRAP assays, respectively. Finally, levels of PD-L1 and phosphorylated STAT3 were additionally evaluated in patient-derived tissue samples by immunohistochemistry analyses.
TERT promoter MUT cell lines were characterized by significantly higher TERT mRNA and protein levels. On the contrary, PD-L1 expression levels were distinctly increased in the wild-type (WT) as compared to MUT GBM cells. Furthermore, the results revealed a considerably more pronounced sensitivity towards NFκB and STAT3 pathway inhibitors in GBM harboring TERT promoter mutations than in WT cell lines. Surprisingly, blockade of either NFκB or STAT3 pathway resulted in concomitant inhibition of the respective other pathway as well. The inhibitory potential on the NFκB as well as on the STAT3 pathway is highly dependent on the TERT promoter mutation status in GBM. Inhibition of both pathways might represent promising therapeutic targets.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
NFκB STAT3 PD-L1 Glioblastoma GBM TERT Telomerase
Schlagwörter
(Deutsch)
NFκB STAT3 PD-L1 Glioblastom GBM TERT Telomerase
Autor*innen
Lisa Gabler
Haupttitel (Englisch)
The NFκB/STAT3/PD-L1 network and its impact on the tumor aggressiveness of TERT promoter wild-type versus mutated Glioblastoma
Paralleltitel (Deutsch)
Das NFκB/STAT3/PD-L1 Netzwerk und sein Einfluss auf die Tumoraggressivität von TERT Promoter Wild-typ versus mutierten Glioblastomen
Publikationsjahr
2016
Umfangsangabe
VII, 135 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Walter Berger
AC Nummer
AC13424713
Utheses ID
39619
Studienkennzahl
UA | 066 | 830 | |