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Cathepsin-mediated signaling pathways in cancer growth, invasion, and metastasis
Svitlana Schlögelhofer
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Studium für die Gleichwertigkeit Masterstudium Pharmazie
Betreuer*in
Mohammed Aufy
DOI
10.25365/thesis.82080
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-12598.99897.116160-5
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Cathepsine bilden eine Familie lysosomaler Proteasen, die für die normale Zellphysiologie unerlässlich sind. Sie sind am intrazellulären Proteinumsatz, der Aufrechterhaltung der Proteostase, der Autophagie und zahlreichen weiteren homöostatischen Prozessen beteiligt. In den letzten Jahren haben umfangreiche experimentelle und klinische Studien gezeigt, dass Störungen der Expression, Lokalisation oder enzymatischen Aktivität dieser Proteasen eng mit der Entstehung und dem Fortschreiten maligner Neoplasien verknüpft sind. Diese Arbeit bietet eine umfassende Analyse der aktuellen wissenschaftlichen Literatur zu den biologischen Funktionen der Cathepsine und ihrer Beteiligung an den molekularen Mechanismen der Krebsentwicklung. Der Fokus der Übersicht liegt auf der Rolle der Cathepsine B, L, S, K und D in grundlegenden Prozessen der Tumorprogression, darunter unkontrollierte Zellproliferation, Umbau der extrazellulären Matrix, epithelial-mesenchymale Transition, Angiogenese, Invasion, Migration und die Etablierung metastatischer Nischen. Besonderes Augenmerk liegt auf den Wechselwirkungen zwischen Cathepsinen und den wichtigsten onkogenen Signalwegen, namentlich PI3K/Akt, MAPK/ERK, NF-κB, TGF-β und Wnt/β-Catenin. Dabei wird deren Beitrag zur Regulation des Überlebens, der Proliferation, des Metastasierungspotenzials und der Anpassung von Tumorzellen an die Tumormikroumgebung hervorgehoben. Die Arbeit untersucht ferner die klinische Bedeutung von Cathepsinen, indem sie die aktuelle Evidenz für deren Anwendung als diagnostische und prognostische Biomarker in der Onkologie zusammenfasst. Darüber hinaus werden aktuelle Fortschritte bei Cathepsingerichteten Therapiestrategien dargestellt, darunter die Entwicklung selektiver Enzymhemmer, Cathepsin-responsiver Prodrugs, nanotechnologiebasierter Wirkstoffträgersysteme und Antikörper-Wirkstoff-Konjugate mit proteasespaltbaren Linkern. Abschließend werden die wichtigsten Limitationen bestehender Studien und die größten Herausforderungen bei der Übertragung experimenteller Erkenntnisse in die klinische Routinepraxis kritisch diskutiert. Die analysierten Daten zeigen insgesamt, dass Cathepsine als wichtige molekulare Regulatoren der Tumorbiologie fungieren und vielversprechende Kandidaten für die Entwicklung innovativer Diagnoseverfahren und personalisierter Therapieansätze zur Verbesserung der Behandlung maligner Erkrankungen darstellen.
Abstract
(Englisch)
Cathepsins comprise a family of lysosomal proteases that are indispensable for normal cellular physiology, where they participate in intracellular protein turnover, maintenance of proteostasis, autophagy, and numerous other homeostatic processes. In recent years, extensive experimental and clinical evidence has demonstrated that disturbances in the expression, localization, or enzymatic activity of these proteases are closely associated with the initiation and progression of malignant neoplasms. This thesis provides a comprehensive analysis of contemporary scientific literature concerning the biological functions of cathepsins and their involvement in the molecular mechanisms underlying cancer development. The review focuses primarily on the roles of cathepsins B, L, S, K, and D in fundamental processes that determine tumor progression, including uncontrolled cellular proliferation, extracellular matrix remodeling, epithelial–mesenchymal transition, angiogenesis, invasion, migration, and establishment of metastatic niches. Particular emphasis is placed on the interactions between cathepsins and the principal oncogenic signaling pathways, namely PI3K/Akt, MAPK/ERK, NF-κB, TGF-β, and Wnt/β-catenin, highlighting their contribution to the regulation of tumor cell survival, proliferation, metastatic potential, and adaptation to the tumor microenvironment. The thesis further examines the clinical significance of cathepsins by summarizing current evidence supporting their application as diagnostic and prognostic biomarkers in oncology. In addition, recent advances in cathepsin-targeted therapeutic strategies are reviewed, including the development of selective enzyme inhibitors, cathepsin-responsive prodrugs, nanotechnology-based drug delivery platforms, and antibody–drug conjugates incorporating protease-cleavable linkers. Finally, the principal limitations of existing studies and the major challenges associated with translating experimental discoveries into routine clinical practice are critically discussed. Overall, the analyzed evidence demonstrates that cathepsins function as key molecular regulators of tumor biology and represent promising candidates for the development of innovative diagnostic tools and personalized therapeutic strategies aimed at improving the management of malignant diseases.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Cathepsine Krebs Tumorprogression Signalwege PI3K-Akt MAPK-ERK NF-κB TGF-β Wnt-β-Catenin Invasion Metastasierung Biomarker zielgerichtete Therapie
Schlagwörter
(Englisch)
cathepsins cancer tumor progression signaling pathways PI3K-Akt MAPK-ERK NF-κB TGF-β Wnt-β-catenin invasion metastasis biomarkers targeted therapy.
Autor*innen
Svitlana Schlögelhofer
Haupttitel (Englisch)
Cathepsin-mediated signaling pathways in cancer growth, invasion, and metastasis
Publikationsjahr
2026
Umfangsangabe
113 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Mohammed Aufy
Klassifikation
44 Medizin > 44.81 Onkologie
AC Nummer
AC18046916
Utheses ID
82404
Studienkennzahl
UA | 996 | 066 | 605 |