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Post-genomic investigations of cell death mechanisms
Nina Hochmeister
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Chemie
Betreuer*in
Samuel Meier-Menches
DOI
10.25365/thesis.73279
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-23524.77198.501835-3
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Apoptose ist ein wichtiger Zelltodmechanismus in der Krebstherapie. Einige Krebsarten sind jedoch von Natur aus resistent gegen diese Behandlung. Kürzlich wurde festgestellt, dass diese Krebsarten empfindlich auf Ferroptose reagieren, eine alternative Form des Zelltods, deren Mechanismus jedoch noch nicht vollständig geklärt ist. In dieser Arbeit wurden die Mechanismen von Apoptose und Ferroptose auf molekularer Ebene mit Hilfe von biochemischen Assays und Omics-Techniken in der Ovarialkarzinomzelllinie A2780 charakterisiert und verglichen. Apoptose und Ferroptose wurden jeweils mit Cisplatin- und RSL-3-Behandlungen chemisch induziert. Ein durchflusszytometrischer Annexin-V/Propidiumiodid-Test offenbarte einen signifikanten Anteil von Zellen mit freiliegendem Phosphatidylserin auf der äußeren Membran, zusammen mit permeabilisierten Membranen für beide Typen. Interessanterweise ergab der DCFH-DA-Test, dass weder bei Apoptose noch bei Ferroptose vermehrt lösliche re-aktive Sauerstoffspezien (ROS) vorhanden waren. Darüber hinaus ergab eine nicht zielgerichtete Metabolomik-Analyse der Überstände nur geringe Veränderungen bis zu 24 Stunden nach der Induktion des Zelltods. Von den 82 Metaboliten wurde Epinephrin als Stressmarker in beiden Fällen hochreguliert gefunden. Die Phosphoproteomanalyse ganzer Zelllysate nach 4-stündiger Behandlung ergab >4500 Phosphopeptide und eine verringerte Aktivität der Tyrosinkinasen, mit Ausnahme der Src-Kinase. Folglich bietet diese Studie einen detaillierten Einblick in die molekularen Mechanismen von Apoptose und Ferroptose, der in die phänotypische Arzneimittelforschung einfließen könnte, um Ferroptose-induzierende Wirkstoffe mithilfe von biochemischen Analysen und Omics-Signaturen zu identifizieren.
Abstract
(Englisch)
Apoptosis represents an important cell death mechanism for anticancer therapy. However, several cancer types are intrinsically resistant to this treatment. It was recently revealed that those cancer types are vulnerable to ferroptosis, which is an alternative form of cell death, but whose mechanism is not yet fully elucidated. This thesis set out to characterise and contrast apoptosis and ferroptosis mechanisms on the molecular level using biochemical assays and omics techniques in the A2780 ovarian cancer cell line. Apoptosis and ferroptosis were chemically induced with cisplatin (CisPt) and RSL-3 treatment, respectively. A flow cytometric annexin-V/propidium iodide assay revealed a significant proportion of cells with exposed phosphatidylserine (PS) on the outer membrane, together with permeabilized membranes for both types. Interestingly, neither apoptosis nor ferroptosis were characterized by increased soluble reactive oxygen species (ROS) as revealed by the DCFH-DA assay. Furthermore, a non-targeted metabolomics assay of the supernatants revealed only minor changes up to 24 h of cell death induction. Of the 82 confidently identified metabolites, epinephrine as a stress marker was found upregulated in both cases. Phosphoproteomic analysis of whole cell lysates after 4 h treatment revealed >4500 phosphopeptides and subsequent kinase substrate enrichment analysis indicated a reduced activity of tyrosine kinases in general, except for Src kinase. Consequently, this study provides detailed insight into the molecular mechanisms of apoptosis and ferroptosis, which might be implemented into phenotypic drug discovery to identify ferroptosis-inducing agents specifically based on molecular signatures.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Zelltod Ferroptose Apoptose Cisplatin RSL-3 Biochemie Proteomik Metabolomik
Schlagwörter
(Englisch)
Cell Death Ferroptosis Apoptosis Cisplatin RSL-3 Biochemistry Proteomics Metabolomics
Autor*innen
Nina Hochmeister
Haupttitel (Englisch)
Post-genomic investigations of cell death mechanisms
Paralleltitel (Deutsch)
Postgenomische Untersuchungen der Zelltodmechanismen
Publikationsjahr
2023
Umfangsangabe
X, 64 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Samuel Meier-Menches
AC Nummer
AC16805850
Utheses ID
66376
Studienkennzahl
UA | 066 | 862 | |