Proteomische Analyse des kleinzelligen Lungenkarzinoms
Proteomic analysis of small cell lung cancer
by Jana Weller née Brünies
Date of Examination:2025-05-05
Date of issue:2025-04-28
Advisor:Prof. Dr. Philipp Ströbel
Referee:Prof. Dr. Philipp Ströbel
Referee:Prof. Dr. Abdul Rahman Asif
Persistent Address:
http://dx.doi.org/10.53846/goediss-11189
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Abstract
English
Small cell lung carcinoma belonging to the group of neuroendocrine tumors of the lung is an aggressive and rapidly progressing tumor disease with a poor prognosis. Significant progress in the treatment of patients with small cell lung cancer has not been achieved in recent years. The aim of this study was to identify new potential therapeutic targets through proteomic analysis of small cell lung cancer tissue in order to improve survival and quality of life for patients. In this study we performed a comparative quantitative proteomic mass spectrometric analysis of eleven formalin-fixed and paraffin-embedded small cell lung cancer tissue samples and six samples of healthy lung tissue. Therefore, proteins were isolated using the FASP method in combination with a Super-SILAC spike-in protein quantification standard. By measuring two replicates of one sample, a total of 1088 proteins could be quantified. 311 proteins showed significantly differentially expressions between small cell lung cancer and healthy lung tissue. Among the significantly regulated proteins, several proteins with potential relevance to tumor biology were identified. Annexin A1, known for its anti-inflammatory role at the molecular biological level, was downregulated in small cell lung cancer tissue. ILF3, which is believed to have a tumor growth-promoting role, was significantly upregulated in small cell lung cancer tissue. DNA-PK, known for its tumor cell proliferation-promoting properties, was also found to be upregulated in small cell lung cancer tissue compared to tumor-free lung tissue. Based on their described properties, Annexin-1, DNA-PK, and ILF3 were identified as potential new therapeutic targets for the treatment of patients with small cell lung cancer. An expanded sample collective consisting of 79 NET cases, including 32 cases of small cell lung carcinoma, 13 cases of large cell neuroendocrine carcinoma, 25 cases of typical carcinoids, and nine cases of atypical carcinoids, were subsequently examined for the expression of these proteins. The results of the mass spectrometric analysis were validated immunohistochemically within this sample collective.
Keywords: SCLC; Small cell lung cancer; Neuroendocrine tumours of the lung; NEC; Quantitative proteomics; Mass spectrometry; Super-SILAC; Biomarker
German
Das kleinzellige Lungenkarzinom ist eine aggressive und rasch fortschreitende Tumorerkrankung aus der Gruppe der neuroendokrinen Lungentumore mit einer schlechten Prognose. Ein maßgeblicher Fortschritt in der Behandlung von Patient*innen mit kleinzelligen Lungenkarzinomen konnte in den letzten Jahren nicht erreicht werden. Ziel dieser Studie war es durch die proteomische Analyse von Gewebe kleinzelliger Lungenkarzinome neue potenzielle Therapieziele zu identifizieren, um die Überlebenszeit und die Lebensqualität von Patient*innen zu verbessern. Hierfür wurden in dieser Studie elf formalin-fixierte und in Paraffin eingebettete Gewebeproben kleinzelliger Lungenkarzinome und sechs Proben gesunden Lungengewebes massenspektrometrisch analysiert und auf Proteinebene miteinander verglichen. Zur Aufreinigung der Proben wurde die FASP-Methode in Kombination mit der Verwendung eines Super-SILAC Spike-In-Proteinvergleichsstandards zur Quantifizierung der identifizierten Proteine angewendet. Durch die Messung von zwei Replikaten einer Probe konnten insgesamt 1088 Proteine quantifiziert werden. Insgesamt zeigten sich 311 Proteine signifikant differentiell exprimiert. Unter den signifikant regulierten Proteinen konnten verschiedene Proteine mit einer möglichen Relevanz für die Tumorbiologie gefunden werden. Annexin A1, welches bekannt ist für seine antiinflammatorische Rolle auf molekularbiologischer Ebene, zeigte sich im Gewebe des kleinzelligen Lungenkarzinoms herunterreguliert. ILF3, welchem eine tumorwachstumsfördernde Rolle zugesprochen wird, zeigte sich im Gewebe des kleinzelligen Lungenkarzinoms signifikant hochreguliert. DNA-PK, die für ihre tumorzellproliferationsfördernden Eigenschaften bekannt ist, war im Gewebe des kleinzelligen Lungenkarzinoms im Vergleich zum tumorfreien Lungengewebe ebenfalls verstärkt exprimiert. Auf Grund ihrer beschriebenen Eigenschaften konnten Annexin-1, DNA-PK und ILF3 als potenzielle neue Therapieziele für die Behandlung von Patient*innen mit kleinzelligem Lungenkarzinom identifiziert werden. Ein erweitertes Kollektiv, bestehend aus 79 NET-Fällen, darunter 32 Fälle kleinzelliger Lungenkarzinome, 13 Fälle großzellig neuroendokriner Karzinome, 25 Fälle typischer Karzinoide und neun Fälle atypischer Karzinoide, wurden anschließend auf die Expression der genannten Proteine untersucht. Die Ergebnisse der massenspektrometrischen Untersuchung konnten im Rahmen dieses Kollektivs immunhistochemisch validiert werden.
Schlagwörter: Kleinzelliges Lungenkarzinom; Neuroendokrine Tumore der Lunge; Proteomik; Massenspektrometrie; Super-SILAC; Biomarker
