Untersuchung des unterschiedlichen Therapieansprechens FGFR1-amplifizierter Lungenkrebszellen
by Mariella Schaefer née Fritz
Date of Examination:2024-11-13
Date of issue:2024-10-28
Advisor:Prof. Dr. Philipp Ströbel
Referee:PD Dr. Anja Uhmann
Referee:Prof. Dr. Margarete Schön
Files in this item
Name:20231212_Doktorarbeit aktueller_ohne_Lebenslauf.pdf
Size:1.65Mb
Format:PDF
This file will be freely accessible after 2024-12-11.
Abstract
English
Lung cancer still continues to be the leading cause of cancer-related death worldwide. While there already exist molecular targeted therapies for the treatment of pulmonary adenocarcinomas molecular targets for squamous cell and small cell lung cancer still need to be approved. FGFR1-amplification initially appeared to be a promising target. However, cell lines harboring FGFR1-amplification turned out to respond differently to FGFR1 therapy. The aim of this study was to use the PamGene method to investigate the different therapeutic responses of FGFR1-amplified lung cancer cells in order to identify possible biomarkers that indicate a sensitivity to a FGFR1 therapy. For this purpose two FGFR1-amplified cell lines deriving from a squamous cell (H520) and a small cell lung cancer (DMS114) were examined. It was shown that the FGFR1 kinase targeted different peptides in both cell lines. After inhibition 31 peptides were found for FGFR1 in DMS114 and five peptides in H520 which were significantly less phosphorylated. After stimulating FGFR1 in H520 two peptides showed to be significantly influenced whereas no target peptide was found for the kinase in DMS114. Overall, FGFR1 is therefore more active in H520 after inhibition as there are fewer targets and less influence on peptides involved in downstreamsignaling confirming constitutive activity. The CBL and MET kinase as well as the EphB4 receptor are particularly promising in this regard and are currently receiving a lot of attention in research. The MET kinase is already being investigated for its involvement in FGFR1 resistance and is directly linked to CBL. Weaker or absent ubiquitinylation of MET kinase in H520 may thus contribute to constitutive activation of downstream signaling bypassing the FGFR1 pathway. The EphB4 receptor appears to be involved in tumorigenesis of some tumor entities. The results of this study and in present research indicate a bidirectional influence of EphB4 and FGFR1. For H520 this could represent another mechanism to bypass FGFR1 signaling and may lead to a weaker response to FGFR1 therapy. The results of this study contribute to the understanding of FGFR1 resistance and provide further insight on the different response to FGFR1 therapy in FGFR1-amplified lung cancer cells. Although the PamGene method can be used to identify direct targets of kinases, the expression in the cells still needs to be confirmed. Therefore the expression of target peptides of FGFR1 in H520 and DMS114 should be examined with a special focus on CBL, MET kinase and the EphB4 receptor. In this context FGFR1 splice variants or gatekeeper mutations which are not analyzed by the PamGene method should further be investigated in H520 which may additionally influence signaling.
Keywords: Lung cancer; FGFR1; FGFR1 resistance; PamGene; FGFR1 kinase activity; FGFR1 amplification
German
Lungenkrebs ist unter den verschiedenen Krebsarten immer noch weltweit die Haupttodesursache. Da bereits für Adenokarzinome molekular-gerichtete Therapien bestehen, gilt es auch im Bereich von Plattenepithel- und kleinzelligen Karzinomen wirksamere Therapien als die bisherige konventionelle Chemotherapie zu finden. Die FGFR1-Amplifikation schien dabei anfangs ein attraktives Ziel für eine Therapie darzustellen. Wie sich jedoch herausstellte, reagierten die verschiedenen FGFR1-amplifizierten Zellen unterschiedlich auf eine FGFR1-Therapie. Diese Studie hatte zum Ziel, mithilfe der PamGene-Methode das unterschiedliche Therapieansprechen FGFR1-amplifizierter Lungenkrebszellen zu untersuchen, um Hinweise für mögliche Biomarker einer erfolgsversprechenden FGFR1-Therapie zu ermitteln. Hierfür wurden zwei FGFR-amplifizierte Zelllinien untersucht. Dabei handelte es sich um die Zelllinie H520 eines Plattenepithel- und um die Zelllinie DMS114 eines kleinzelligen Karzinoms. Es ist gelungen, für die FGFR1-Kinasen in beiden Zelllinien unterschiedliche Zielpeptide zu finden. Nach Inhibition konnten für den FGFR1 in DMS114 31, in H520 jeweils fünf Peptide gefunden werden, die signifikant weniger phosphoryliert wurden. Nach Stimulation beeinflusst die FGFR1-Kinase in H520 zwei Peptide, während für diese in DMS114 kein Zielpeptid gefunden wurde. Insgesamt zeigt sich der FGFR1 in H520 somit aktiver, da bei Inhibition weniger Ziele bestehen und Peptide des downstreamsignaling nicht angesteuert werden, welches die konstitutive Aktivität bestätigt. Vielversprechend sind hierbei vor allem die CBL und die MET-Kinase sowie der EphB4-Rezeptor, die aktuell eine breite Aufmerksamkeit in der Forschung genießen. Die MET-Kinase wird bereits auf eine Beteiligung an einer FGFR1-Resistenz untersucht und steht in direktem Zusammenhang mit der CBL. Eine schwächere oder fehlende Ubiquitinylierung der MET-Kinase kann in H520 somit zu einer konstitutiven Aktivierung des downstreamsignaling unter Umgehung des FGFR1 beitragen. Der EphB4-Rezeptor scheint bei der Tumorigenese einiger Entitäten beteiligt zu sein und die Ergebnisse dieser Studie sowie in der Literatur geben Hinweise auf eine bidirektionale Beeinflussung des EphB4 und FGFR1. Für H520 könnte dies ein weiterer Mechanismus zur Umgehung des FGFR1-signaling darstellen und zu einem geringeren Ansprechen auf eine FGFR1-Therapie führen. Die Ergebnisse dieser Arbeit tragen zum Verständnis einer FGFR1-Resistenz bei und geben weitere Hinweise auf das unterschiedliche Therapieansprechen in FGFR1-amplifizierten Lungenkrebszellen. Mit der PamGene-Methode können zwar direkte Ziele von Kinasen ermittelt werden, jedoch wird die Expression in den Zellen nicht wiedergegeben. Daher sollte diese der gefundenen Zielpeptide in H520 und DMS114 mit besonderem Fokus auf die CBL, die MET-Kinase und den EphB4-Rezeptor überprüft werden. In diesem Zusammenhang gilt es, FGFR1-Spleißvarianten oder gatekeeper-Mutationen des FGFR1, die die PamGene-Methode nicht analysiert, in H520 zu untersuchen, die das signaling zusätzlich beeinflussen können.
Schlagwörter: Lungenkrebs; FGFR1; FGFR1-Amplifikation; FGFR1-Resistenz; PamGene; FGFR1-Kinaseaktivität