GSK3ß als Regulator der Chromatinplastizität in der Pankreaskarzinomtherapie

Das duktale Adenokarzinom (PDAC) zählt durch seine große genetische Instabilität und Heterogenität zu den aggressivsten Tumorarten. Dabei kommt es u.a. zu Mutationen und Deregulationen der Expression von Proteinen, wie epigenetischen Modulatoren. Mit einer hohen Expression im Pankreaskarzinom hat die Glycogensynthasekinase 3 beta (GSK3ß) Einfluss auf dessen Proliferation und Dedifferenzierung. Andere Arbeiten unserer Gruppe zeigen eine Interaktion von GSK3ß mit NFATc2 und STAT3.

Der Fokus dieser Arbeit liegt auf der Identifikation weiterer Komplexpartner von GSK3ß und deren Einfluss auf die Genregulation. Hierdurch soll die Wirkung der GSK3ß-Inhibition umfassender verstanden werden, um eine synergistische Anwendung mit anderen Therapien zu ermöglichen.

Die Wirkung von GSK3ß und dessen Inhibition mittels AR-A014418 (AR-A) wurde in murinen und humanen PDAC-Zellen untersucht. Mittels CRISPR/Cas9-Technik hergestellte NFATc1 knock out Klone dienten der Untersuchung des GSK3ß/NFATc1 Signalwegs. Der Einfluss dieser Faktoren auf Protein-Interaktion, Protein- und RNA-Expression, Zellzyklus und Proliferation wurde durch Co- Immunpräzipitation, Western Blot, qRT-PCR, Durchflusszytometrie, Immunfluoreszenz, BrdU und MTT analysiert.

Wir konnten eine Komplexbildung zwischen GSK3ß, NFATc1 sowie KDM 5B, einer Histondemethylase, nachweisen. Insbesondere führt die GSK3ß-Inhibition zu einer Verringerung der Proteinlevel dieser Interaktionspartner, ohne das mRNA Level zu beeinflussen. Somit trägt GSK3ß zu deren Stabilisierung auf Protein- und nicht zu ihrer Regulation auf Expressionsebene bei. Damit einhergehend kommt es zu einem Anstieg der H3K4-Trimethylierung, welcher in gleicher Weise bei einem KDM 5B knock-down zu beobachten ist. Zugleich ist unter AR-A Behandlung ein G2/M Arrest und eine einhergehende Proliferationsinhibition zu beobachten.

GSK3ß interagiert nicht nur mit Transkriptionsfaktoren, sondern auch mit epigenetischen Regulatoren. GSK3ß erhöht die Stabilität einiger Interaktionspartner, wodurch ein direkter Effekt auf die Chromatinplastizität erzielt wird. Somit spielt GSK3ß eine übergeordnete Rolle in der Regulation der Genexpression und stellt ein vielversprechendes Target, auch im Zusammenspiel mit möglichen epigenetischen Inhibitoren, in der PDAC-Therapie dar.