Dissertation ist gesperrt bis 25.10.2025 !
Das maligne Melanom ist eine sehr aggressive Form von Hautkrebs mit einer hohen Sterblichkeitsrate bei Patienten, die an Metastasen leiden. Trotz der großen Fortschritte, die bei der Bekämpfung des metastasierten Melanoms mit Hilfe von MAPK Inhibitoren (MAPKi) erzielt wurden, kommt es bei den meisten Patienten aufgrund verschiedener Resistenzmechanismen zu einem Rezidiv. Auch wenn der Einsatz der Immuntherapie die Prognose von metastasierten Melanompatienten verbessert hat, sprechen einige Patienten überhaupt nicht auf immuntherapeutische Medikamente an. Daher ist es von größter Bedeutung, die molekularen Mechanismen der erworbenen Resistenz gegen zielgerichtete Therapien zu entschlüsseln und neue therapeutische Strategien für diese Patienten zu finden.
Im ersten Teil dieser Studie haben wir versucht, die Rolle des p53 assoziierten Gens CDKN1A/p21 in der Sensitivität von Melanomzellen auf BRAF Inhibitoren (BRAFi) zu entschlüsseln. Wir zeigen, dass die Aktivierung von p53 die Sensitivität gegenüber BRAFi auf synergistische Weise ausschließlich in Zellen mit einer hohen Expression von CDKN1A/p21 erhöht. In ähnlicher Weise geht eine hohe Expression von p21 mit einer besseren Reaktion auf MDM2-Inhibitoren einher. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Sensitivität von Melanomzellen gegenüber zielgerichteten Therapien mit der Proteinexpression von p21 in den Zellen korreliert ist. Darüber hinaus haben wir festgestellt, dass p53 die Expression des p53 Familienmitglieds p73 negativ reguliert, p73 scheint jedoch keinen Einfluss auf die p53 Expression zu haben. Diese Ergebnisse bieten neue potenzielle Strategien für die Verbesserung der Behandlung von Melanompatienten mit hoher basaler p21 Expression mit BRAFi, indem die Wirksamkeit der Behandlung durch Kombinationstherapien mit p53 aktivierenden Substanzen erhöht wird, die in der Lage sind, die p21 Expression weiter zu steigern. Darüber hinaus deuten die Daten darauf hin, dass die Expressions- und Induktionswerte von p21 als prädiktiver Biomarker bei Melanompatienten verwendet werden könnten, um das Ergebnis einer Behandlung mit p53-aktivierenden Substanzen und BRAFi vorherzusagen.
Im zweiten Teil des Projekts konzentrierten wir uns auf die Regulation des DNA-Reparaturweg als Melanomtherapie, insbesondere bei MAPKi resistenten Melanomzellen, durch den Einsatz von PARP Inhibitoren (PARPi). Wir fanden heraus, dass MAPKi resistente Melanomzellen besonders empfindlich auf die Behandlung mit PARPi reagieren, da sie eine geringere basale Expression des DNA-Schadenssensors ATM aufweisen. Folglich haben MAPKi resistente Melanomzellen eine verringerte Erkennung von DNA-Doppelstrangbrüchen, die durch PARPi verursacht werden. Darüber hinaus zeigen wir, dass die Hemmung des MAPK-Signalwegs in Melanomzellen unabhängig von ihrem Resistenzstatus gegenüber MAPKi einen homologen Rekombinationsreparatur defizienten (HRD) Phänotyp hervorruft. Die MAPK Inhibition in Kombination mit PARPi führt zu einer synthetisch letalen Interaktion, die das Wachstum von Melanomzellen in vitro und in vivo deutlich reduziert.
Im dritten Teil des Projekts interessierten wir uns für die Rolle von PARP1 als prädiktiver Biomarker zur Vorhersage des Ansprechens auf eine PARPi-Therapie sowie des Fortschreitens und des Metastasierungspotenzials von Melanomen. Wir konnten zeigen, dass Melanomzellen mit hoher PARP1 Expression sehr gut auf eine PARPi-Behandlung reagieren, da die Behandlung zu einem höheren PARP-Trapping-Effekt und damit einem erhöhten Zelltod führt. Darüber hinaus fanden wir heraus, dass die PARP1 Expression positiv mit der Invasivität und dem metastatischen Potenzial von Melanomzellen korreliert, und dass PARP1 in nicht-malignen Hautzellen nur gering exprimiert wird. Besonders auffallend ist, dass eine hohe PARP1 Expression mit einer deutlich geringeren Überlebenswahrscheinlichkeit von Patienten mit metastasiertem Melanom im Spätstadium einhergeht. Damit schlagen wir vor, dass PARP1 als potenzieller Biomarker für die Ansprechrate auf eine PARPi-Therapie verwendet werden könnte und dass insbesondere Melanompatienten im Spätstadium möglicherweise von einer PARPi-Therapie profitieren.
