Relevanz und Mechanismen der RNA-bindenden Musashi-Proteine auf die Therapieresistenz des Zervixkarzinoms

Antragstellender: Timo Habig
Fachbereich, Studienrichtung: FB 05 – Medizinische Fakultät, Humanmedizin; Klinik für Strahlentherapie – Radioonkologie, Universitätsklinikum Münster
Fördersumme: 4931,29 €
Kontakt: thabig@uni-muenster.de

Projektbeschreibung:

Das Zervixkarzinom ist ein bösartiger Tumor, der im Bereich des Gebärmutterhalses entsteht. Damit gehört es, neben dem Endometriumkarzinom und dem Ovarialkarzinom, zu den drei häufigen bösartigen gynäkologischen Tumoren. Klassischerweise erfolgt die Therapie des Zervixkarzinoms stadienadaptiert zunächst über eine chirurgische Resektion, mit nachfolgender Chemo- und Strahlentherapie, bis hin zu ausschließlicher Chemo- und Strahlentherapie in höheren Tumorstadien. Die RNA-bindenden Musashi-Proteine (MSI), MSI1 und MSI2, sind bereits in einigen Tumoren als prognostisch und therapeutisch relevant beschrieben worden und mit einem schlechteren Überleben und Therapieansprechen von Patient*innen assoziiert. Im Zervixkarzinom gibt es aktuell nur Indizien anhand weniger Publikationen, dass auch hier eine prognostische Relevanz der MSI-Proteine besteht. Hinsichtlich therapie-modulierender Wirksamkeit der MSI-Proteine sind zum Zeitpunkt der Projektidee keine Daten verfügbar gewesen, sodass dies hauptsächlicher Gegenstand der Untersuchungen war. Zum Verständnis von Proteinen bietet sich unter anderem die Knockdown-Methode an, bei dem das jeweilige Protein mit Hilfe von siRNA künstlich in den zu untersuchenden Zellen reduziert wird und dann vorliegende Effekte analysiert werden. Um auf Proteinebene die Wirkung der MSI-Proteine weiter verstehen zu können, wurde eine massenspektrometrische Untersuchung des gesamten Proteoms, also allen gebildeten Proteinen der Zellen, durchgeführt. Da ein Zusammenhang zwischen den MSI-Proteinen, Bestrahlung und der DNA-Schadensreparatur bereits in anderen Tumoren beschrieben wurde, wurde ein Screening-Ansatz für mehrere für DNA-Reparatur-relevante Proteine nach Bestrahlung und MSI-Knockdown durchgeführt.

Es konnte in den beiden etablierten Zervixkarzinom-Zelllinien C33A und HeLa ein suffizienter, reproduzierbarer Knockdown der Musashi-Proteine erreicht werden.

Die Untersuchung hinsichtlich der therapeutischen Wirkung von den MSI-Proteinen ergab, dass der MSI-Knockdown eine deutliche Sensitivierung beider Zervixkarzinom-Zelllinien gegenüber Strahlentherapie bei verschiedenen, klinisch-relevanten Bestrahlungsdosen zur Folge hatte. Weiterhin wurde das Chemotherapieansprechen auf die klinisch eingesetzten Zervixkarzinom-Therapien Paclitaxel und Cisplatin überprüft. Auch hier zeigte sich, dass die Chemotherapie in allen getesteten Konzentrationen wesentlich wirksamer war, wenn zuvor eine künstliche Reduktion der MSI-Proteine erfolgt war.

Mechanistisch wurden zwei sehr breite Ansätze zum Wirkverständnis der MSI-Proteine in den Tumorzellen durchgeführt. Zunächst erfolgte eine Proteomik, bei der insgesamt 3003 Proteine für das Protein MSI1 und 747 Proteine für das Protein MSI2 differentiell-reguliert waren. Systemische Analysen der differentiell-regulierten Proteine wiesen insbesondere auf zelluläre Signalwege hin, die für genomische Stabilität, Invasion und Metastasierung relevant sind. Im Weiteren wurde die DNA-Schadensreparatur mittels eines Arrays analysiert. Hierbei wurden von den 18 getesteten, phosphorylierten Proteinen nach MSI-Knockdown 12 für MSI1 und 9 für MSI2 als signifikant reduziert festgestellt. Diese mechanistischen Daten unterstützen sehr gut die therapiesensitivierende Wirkung der MSI-Reduktion, da die bei Zervixkarzinomen angewandten Therapien besonders auf die genomische Instabilität und damit auf die reduzierte DNA-Reparatur-Kapazität der Tumorzellen ausgerichtet sind, was durch die MSI-Reduktion unterstützt wurde.

Diese Daten legen eine sehr wichtige und möglicherweise in Zukunft therapierelevante Mechanistik der MSI-Proteine im Zervixkarzinom nahe. Insgesamt konnten so alle avisierten Ziele der Projektidee sehr gut beantwortet und erreicht werden. Zur weiteren Evaluation dieses vielversprechenden Projektes sollen an dieser Stelle weitere Analysen erfolgen, die zum Teil auch bereits erfolgt oder in Planung sind.

Durch die Klinik für Strahlentherapie wurden weitere auf meinem erfolgreichen Projekt aufbauende Versuchsreihen finanziert, die nicht Teil des Antrages waren. So konnte ich den Einfluss der MSI-Proteine hinsichtlich des Krebsstammzellcharakters, den Zelltod, den Zellzyklus und die Proliferation weiter untersuchen, sowie auf den DNA-Reparatur-Protein-Analysen aufbauende Versuche durchführen.

Auf Basis dieser hervorragenden Daten ist es meinem fachlichen Betreuer PD Dr. Fabian Troschel und mir gelungen, mit der Lörcher-Stiftung für Medizinische Forschung einen externen Mittelgeber zu überzeugen, weitere Untersuchungen in diesem Projekt zu fördern.

Weiterhin habe ich ein Abstract mit den Projektergebnissen für den DEGRO-Kongress im Juni 2026 eingereicht und hoffe, auf dem Kongress meine Arbeit angemessen präsentieren zu können. Daneben beabsichtige ich, in Zusammenarbeit mit meinen Betreuern, basierend auf den Ergebnissen eine Publikation in einem internationalen Fachjournal anzustreben, da wir von der hervorragenden Qualität der Daten überzeugt sind.

Zunächst möchte ich Univ.-Prof. Dr. H. T. Eich und Prof. Dr. B. Greve dafür danken, dass ich das Projekt im Labor der Klinik für Strahlentherapie durchführen konnte und weitere finanzielle Unterstützung über die Klinik erhalten habe. Weiterhin geht mein Dank auch an PD Dr. Fabian Troschel, Juniorgruppenleiter und Facharzt in der Klinik für Strahlentherapie, als meinem direkten Ansprechpartner und fachlichen Betreuer, der mich immer mit außerordentlicher Expertise bei diesem Projekt unterstützt hat. Danke auch an sämtliche weitere Labormitglieder, unter anderem Annette van Dülmen und Kathrin Gurke Brücksken für die Unterstützung bei der Laborarbeit und an die Kooperationspartner der UKM-Frauenklinik (Prof. Dr. Götte) und der Universität Düsseldorf (Molecular Proteomics Laboratory, Prof. Dr. Stühler).

Auch möchte ich SAFIR danken für die reibungslosen Kontaktaufnahmen, die hervorragende Unterstützung während der Antragstellung durch Frau Dieks und während des Projektes über den sehr guten Kontakt zu Frau Lesniak bezüglich des Rechnungswesens. Abschließend auch vielen Dank an die Rektoratskommission für Forschungsangelegenheiten der Universität Münster, dass ich dieses spannende Projekt mit Hilfe der universitären Förderung durchführen konnte!