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Title
Analyse der Wirkung von Oncostatin-M und Vemurafenib auf Melanomzellen unterschiedlicher Wachstumsphasen
Additional Titles
Analysis of the role of Oncostatin-M and Vemurafenib in melanoma cells different stages
AuthorLechner, Astrid
Thesis advisorWimmer, Helge
Published2018
Date of SubmissionJune 2018
LanguageGerman
Document typeBachelor Thesis
Keywords (DE)Experimentelle Onkologie / Experimentelle Pharmakologie / Melanom / BRAFV600E / Vemurafenib / OSM / JAK-STAT Signalweg / MAPK Signalweg
Keywords (EN)experimental oncology / experimental pharmacology / melanoma / BRAFV600E / vemurafenib / OSM / JAK-STAT signaling pathway / MAPK signaling pathway
Restriction-Information
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Classification
Abstract (German)

Das maligne Melanom zählt zu den aggressivten bzw. tödlichsten humanen Tumoren. Et-wa 60% dieser Melanome haben eine BRAFV600E-Mutation. Diese Mutation führt in den Melanomzellen zu einer konstitutiven Aktivierung des MAPK-Signalweges. Behandelt wird das Melanom unter anderem mit dem BRAF-Inhibitor Vemurafenib, dieser blockiert diese Mutation und der MAPK-Signalweg wird dadurch inhibiert. Jedoch entwickeln viele Mela-nompatientInnen unter einer derartigen Therapie nach 6-9 Monaten eine Resistenz gegen-über Vemurafenib mit einem beschleunigten Fortschreiten der Erkrankung. Deshalb könn-te die Entwicklung einer Kombinationstherapie, wie z.B. einer „STAT3-targeted therapy“ einen neuen Ansatz für das Umgehen der Vemurafenib-Resistenz darstellen. Aufgrund-dessen wurde in dieser Arbeit mit Hilfe von BRAFV600E-mutierten Melanomzelllinien, einem Proliferationsassy und Westernblotting, die Wirkung von OSM und Vemurafenib auf die Zellproliferation, die Wirkung von OSM auf den JAK-STAT- und den MAPK-Signalweg und der Einfluss von Vemurafenib auf den OSM-induzierten JAK-STAT- und MAPK-Signalwege in primären humanen und metastasierenden humanen Melanomzelllinien un-tersucht.

Die Ergebnisse des Proliferationsassays wiesen innerhalb 24 Stunden keine Effekte auf die Zellproliferation der OSM- und Vemurafenib-behandelten Zellen auf. Auch die Behand-lung mit einer Kombination aus OSM und Vemurafenib hatte keine zusätzlichen Effekte auf das Zellwachstum. Weiters zeigten die OSM-behandelten Melanomzelllinien eine kon-zentrationsabhängige Aktivierung von STAT3, wohingegen ERK1/2 keine sichtbare zusätz-liche Aktivierung aufwies. Die Ergebnisse der OSM+Vemurafenib behandelten Zellen ergaben eine deutliche Aktivierung des STAT3 im Vergleich zu nur OSM-behandelten Zel-len. Diese erhöhte Aktivierung des JAK-STAT-Signalweges kann als Transaktivierungsef-fekt des Vemurafenib-inhibierten-MAPK-Signalweges erklärt werden. Das bedeutet, dass durch diese Transaktivierung die Proliferation der Tumorzellen trotz Inhibition der „Trei-bermutation“ BRAFV600E nicht gebremst wird und damit in dieser Situation „Therapieversa-gen“ vorliegt.

Deshalb wird in zukünftigen Arbeiten die Aufgabe sein den genauen Mechanismus dieser Transaktivierung zu identifizieren. Erst dann wird es möglich sein durch erneute gezielte Gegenmassnahmen die Therapieresistenz bzw. das Therapieversagen über diese Signal-wege zu verhindern.

Abstract (English)

Malignant melanoma is one of the most aggressive human tumors, about 60% of these melanoma have a BRAFV600E mutation, which leads to a constitutive activation of the MAPK signaling pathway in melanoma cells. This type of melanoma is treated with the BRAF inhibitor vemurafenib, which blocks the BRAFV600E mutation and thereby inhibits the MAPK signaling pathway. However many vemurafenib treated melanoma patients develop within 6-9 month a vemurafenib resistance with accelerated disease progession. Therefore the development of a stat3-targeted therapy represents a new approach to bypassing vemurafenib resistance. So the aim of this bachelor thesis was to analyse the effect of OSM and vermurafenib on cell proliferation, the effect of OSM on the JAK-STAT and MAPK signaling pathways and the effect of vemurafenib on the OSM-induced JAK-STAT and MAPK signaling pathways.

The results of the proliferation assay showed within 24 hours no effects on the cell proliferation of the OSM and vemurafenib treated cells. Treatment with a combination of OSM and Vemurafenib had no additional effects on cell growth. The next experiment with OSM treated melanoma cells showed a concentration dependent activation of STAT3, whereas ERK1/2 had no visible additional activation. The results of OSM+vemurafenib treated cells compared to the OSM treated cells revealed a higher activation of STAT3. This increased activation of the JAK-STAT signaling pathway can be explained as a transactivation effect of the vemurafenib-inhibited MAPK pathway. This means despite the BRAFV600E mutant inhibition the proliferation of the tumor cells is not slowed down by this transactivation. A future task will be to identify the exact me-chanism of this transactivation.