Authors:	Bohn, Toszka
Title:	Untersuchungen zur transkriptionellen Regulation der Immunevasion maligner Melanome durch ICER
Online publication date:	8-Mar-2017
Year of first publication:	2017
Language:	german
Abstract:	In den letzten drei Jahrzehnten ist die Zahl der Neuerkrankungen an malignen Melanomen dramatisch angestiegen, wohingegen es hinsichtlich der Sterberate aufgrund ausbleibender therapeutischer Erfolge zu keiner Verbesserung kam.173 Zur Entwicklung neuer innovativer therapeutischer Strategien ist das Verständnis der Moleküle und Signalwege, die an der Bildung eines malignen Melanoms und einer effizienten anti-Melanom-Immunantwort beteiligt sind, essentiell. Der intrazelluläre cAMP-Gehalt von Tumorzellen korreliert mit deren metastasierenden Potential, wobei der genaue Mechanismus und dessen Verbindung zum Immunsystem bisher noch nicht aufgeklärt werden konnte.85 In der vorliegenden Dissertation zeigte eine Datenbankanalyse, dass in humanen Melanombiopsien insbesondere der transkriptionelle Repressor ICER, dessen Expression durch cAMP induziert wird, stark exprimiert wird. Um einen Zusammenhang zwischen einer erhöhten ICER-Expression und dem beobachteten Tumorwachstum in vivo aufzudecken, wurde die Entwicklung unterschiedlicher Tumorzelllinien in Icer-defizienten Mäusen analysiert. Hierbei wurde gefunden, dass sowohl Icer-defiziente Mäuse als auch Mäuse mit einer konditionellen Defizienz für Icer in Makrophagen, Tumorzellen mit einem hohen cAMP-Gehalt abstoßen. Mithilfe von Metabolismus-, Transkriptom- und durchflusszytometrischen Analysen konnte gezeigt werden, dass Tumor-infiltrierende Makrophagen aus Icer-defizienten Mäusen einen Phänotyp des Subtyps 1 (M1) besitzen. Pro-inflammatorische M1 Makrophagen fördern effiziente anti-Tumor-Immunantworten, während anti-inflammatorische M2 Makrophagen diese eher inhibieren und folglich das Tumorwachstum indirekt fördern.179 Der M1 Phänotyp Icer-defizienter Mäuse ist vor allem im Vergleich zu wildtypischen Makrophagen durch eine starke Produktion des pro-inflammatorischen Cytokins TNF-α gekennzeichnet. Weiterhin wurde gezeigt, dass ICER durch Interaktion mit dem Tnf-Promotor dessen Aktivität inhibiert, so dass Icer-kompetente Makrophagen unter dem Einfluss von cAMP nur sehr wenig TNF-α produzieren. Schließlich wurde gezeigt, dass Icer-/Tnf-doppel-defiziente Mäuse nicht mehr in der Lage sind Tumorzellen abzustoßen. Um die Möglichkeit zu testen, inwieweit eine Blockade der cAMP-Bildung in der Behandlung eines malignen Melanoms eingesetzt werden könnte, wurde der therapeutische Einsatz des Adenylatzyklase-Inhibitors MDL-12 getestet. Durch peritumorale MDL-12-Injektionen und der damit verbundenen Inhibition der cAMP-Synthese konnte das Wachstum von B16F10 Melanomzellen in C57BL/6J Mäusen inhibiert werden. In der vorliegenden Dissertation wurde ein cAMP-abhängiger Mechanismus von Melanomzellen aufgedeckt, durch den dieser Tumortyp mittels Inhibition einer effizienten Makrophagen-abhängigen Immunantwort dem Immunsystem entkommen kann. During the last three decades the incidence of malignant melanoma has rapidly increased whereas the mortality rate has not changed because of less success in therapeutic treatment. To develop new innovative therapeutic strategies a detailed understanding of molecules and signaling pathways involved in malignant melanoma formation and efficient anti-melanoma immune responses is essential. The intracellular cAMP concentration of tumor cells is correlated to their metastatic potential whereas the mechanism and the connection to the immune system is still unclear.85 The expression of the transcriptional repressor ICER is induced by cyclic AMP (cAMP). In this dissertation it could be shown that the expression of ICER is upregulated in human melanoma. To link ICER and tumor growth in vivo the development of different tumor cell lines was analyzed in Icer deficient mice. Herein it could be shown that Icer-deficient mice as well as mice with a conditional deletion for ICER in macrophages reject tumor cells with high cAMP concentrations as a common feature. Using metabolism, transcriptome and flow cytometry analyses it could be shown that tumor-infiltrating macrophages of Icer deficient mice have a macrophage phenotype of the M1 subtype. Proinflammatory M1 macrophages promote efficient anti-tumor immune responses whereas M2 macrophages inhibit those anti-tumor immune responses but promote tumor development.179 Icer deficient macrophages are producing high amounts of the proinflammatory cytokine TNF-α in comparison to macrophages of WT mice. In addition it could be shown that ICER interacts with the Tnf promoter. Due to this interaction the Tnf promoter activity is downregulated and Icer competent macrophages do not produce high amounts of TNF-α. Furthermore, it could be shown that double deficient mice for Icer and Tnf are not able to control tumor cell growth anymore. To test the possibility of cAMP signaling pathway modulation in melanoma treatment the therapeutic application of the adenylate cyclase inhibitor MDL-12 was tested. Inhibition of de novo cAMP synthesis by peritumoral injection of MDL-12 lead to a rejection of B16F10 melanoma cells in WT mice. Taken together, a yet unknown cAMP-dependent escape mechanism of melanoma cells leading to inhibition of efficient macrophage-dependent anti-melanoma immune responses is demonstrated.
DDC:	570 Biowissenschaften 570 Life sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 04 Medizin
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-3305
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-diss-1000010514
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent:	94 Blätter
Appears in collections:	JGU-Publikationen