title: Charakterisierung neuer Zielgene im Pankreaskarzinom
title: Characterization of novel targetgenes in pancreatic cancer
Creators: name: Krattenmacher, Anja
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2015
Subjects: Sciences
Naturwissenschaften
Bauchspeicheldrüsenkrebs
USP5
SMC2
pancreatic cancer, USP5

description: Das duktale Adenokarzinom des
      Pankreas ist eine der tödlichsten und am schwersten
      behandelbaren Krebserkrankungen in der westlichen Welt. Durch
      die begrenzten diagnostischen Möglichkeiten und die wenigen
      wirksamen Medikamente, ist die Behandlung nur in seltenen
      Fällen erfolgreich. Ein shRNA-Screen wurde durchgeführt, um
      neue Kandidatengene mit einer hohen biologischen Relevanz im
      duktalen Adenokarzinom des Pankreas zu identifizieren. Die
      ermittelten Gene wurden auf eine einfache Therapierbarkeit
      mit kleinen, inhibitorischen Molekülen selektioniert. Die
      bisher, in Bezug auf Tumorentwicklung und Tumorverlauf
      unbekannten Proteine USP5 und SMC2, konnten als neue
      Kandidatengene identifiziert und im Rahmen dieser Arbeit,
      genauer auf ihre Funktionen im Pankreaskarzinom untersucht
      werden. Für die Untersuchungen wurde die Expression der Gene
      in primären Geweben und verschiedenen Tumorzelllinien mittels
      qRT-PCR quantifiziert. Nach transientem Knockdown mit
      unabhängigen siRNAs, wurden funktionelle Untersuchungen auf
      die Zellviabilität, Migrationsverhalten der Zellen und
      Proliferation durchgeführt. Ebenso wurden zelluläre Vorgänge,
      wie der Zellzyklus genauer betrachtet. Um die involvierten
      Signalkaskaden individuell aufzuklären wurden verschiedene
      Westernblots durchgeführt. Lentiviral stabil transduzierte
      shRNA-Klone wurde generiert, um in vivo Daten im Xenograft
      Mausmodell zu erheben. Beide Gene zeigten eine signifikante
      Überexpression in humanen PDAC Geweben. Der Knockdown führte
      in beiden Fällen zu einer Reduktion der Viabilität und
      Proliferation sowie zur Induktion der Apoptose. In dieser
      Arbeit konnte gezeigt werden, dass SMC2 ein weiterer
      Modulator des WNT-Signalweges ist und durch WNT5A reguliert
      wird. USP5 hingegen, reguliert die Ubiquitinierung und führt
      zur Stabilisation von p27/CDKN1B in TP53 mutierten
      Pankreaskarzinomzellen. Auf der Basis bereits
      veröffentlichten Studien und den hier ermittelten Daten kann
      man schlussfolgern, dass die neuen Zielgene SMC2 und USP5
      wichtige Rollen im Wachstum und Überleben von
      Pankreaskarzinomzellen spielen. Beide Gene bieten optimale
      Bedingungen für die Entwicklung neuer Therapieansätze durch
      kleine, inhibitorsche Moleküle im Kampf gegen den
      Tumor.
description: Pancreatic ductal adenocarcinoma
      is one of the deadliest and most difficult to treat cancer
      diseases in the western world. Due to the restricted
      diagnostic possibilities and few effective drugs, the
      treatment is only in rare cases successful. Therefore it is
      important to identify novel target genes for therapeutic and
      diagnostic approaches. A shRNA-screen was performed to
      identify new candidate genes with high biological relevance
      in ductal adenocarcinoma of the pancreas. The herein
      established candidates were selected with regard to the
      potential susceptibility to treatment with small inhibitory
      molecules. SMC2 and USP5 could be identified as potential
      novel target genes in pancreatic cancer. So far, there are no
      reports concerning an influence of these genes on the
      development and progression of pancreatic cancer in the
      literature. In this study, both genes were analyzed for their
      function and involved pathways in pancreatic cancer. For the
      characterization of the genes, gene expression was quantified
      using qRT-PCR in primary tissues and different tumor cell
      lines. After transient knockdown with independent siRNAs for
      each gene, functional assays were performed for viability,
      cell proliferation and migration. Additionally, cell cycle
      analyses were performed to elucidate involved cellular
      pathways. To identify the involved pathways individually for
      both genes, western blot analyses were performed.
      Furthermore, lentivirally transduced, stable shRNA-clones
      were generated to collect in vivo data in xenograft mouse
      models. Both genes are significantly overexpressed in in
      human pancreatic cancer tissues. The induced knockdown in
      both cases led to a reduction in viability and proliferation
      and induced apoptotic cascades. This study identified SMC2 as
      a new modulator of the WNT-signaling pathway and as being
      regulated by WNT5A. By contrast, USP5 is involved in
      ubiquitination and stabilizes p27/CDKN1B in TP53 mutated
      pancreatic cancer cells. Based on previous studies and the
      herein elaborated data, it can be concluded that the novel
      target genes SMC2 and USP5 play important roles in growth and
      survival of pancreatic cancer cells. Both genes provide ideal
      conditions for the development of therapeutic approaches with
      small inhibitory molecules to fight cancer.