Authors:	Krishnan, Aswini
Title:	Identification and characterization of novel targets in Papillary Thyroid Cancer (PTC)
Online publication date:	19-Sep-2019
Year of first publication:	2019
Language:	english
Abstract:	Papillary thyroid cancer (PTC) is the most common type of endocrine cancer. Partial or complete removal of the thyroid lobe, followed by radioactive iodine treatment (131I) (RAI) is the standard treatment strategy for the treatment of thyroid cancer. But the management of tumors that cannot undergo resection, mostly due to distant metastasis and/or development of resistance to RAI is challenging. Identifying and understanding the molecular pathogenesis underlying thyroid cancer is important for the development of better diagnosis and treatment. The main aim of the project is the identification and validation of novel molecular alterations in PTC patient samples by employing genomic and proteomic approaches. From a set of patients whose PTC did not harbour any BRAF or RAS mutations (the most common mutations in PTC), a 35 years old male patient’s normal, primary tumor and metastatic tissues were selected for both genomic and proteomic analysis. We identified a novel RET gene fusion in this patient and the oncogenic ability of this novel gene fusion was tested in transformation assays. Stable expression of the novel RET fusion gene activated several oncogenic signalling pathways and transformed immortalized human thyroid cells. The novel RET fusion exhibited high kinase activity and formed dimers and oligomers partially in a PB1 domain dependent manner. Quantitative proteomic analysis of normal vs tumour vs metastasis of the same patient revealed the upregulation of proteins involved in the ubiquitination machinery including HECT carrying E3 ligase HUWE1 and Deubiquitinating enzymes (DUBs) like USP9X and UBP7 in the tumour and metastatic lesions. Inhibition of RET, HUWE1 and DUBs by small molecule inhibitors significantly reduced RET-mediated oncogenesis. Apart from unveiling a novel oncogenic RET fusion in PTCs, our data opens a novel avenue of targeting ubiquitin signalling machinery in human PTCs. Das papilläre Schilddrüsenkarzinom (= papillary thyroid carcinoma, PTC) ist die häufigste endokrine Krebserkrankung. Zur Behandlung wird den betroffenen Patienten zunächst teilweise oder vollständig die Schilddrüse entfernt und im Anschluss erhalten sie eine Radiojodtherapie (RAI). Eine Behandlung von Tumoren, die z. B. auf Grund von Metastasierung nicht mehr operativ entfernt werden können oder Resistenzen gegen die RAI Therapie entwickelt haben, ist jedoch eine Herausforderung. Das Erkennen und Verstehen der molekularen Pathogenese, die dem Schilddrüsenkrebs zu Grunde liegt, ist wichtig für die Entwicklung besserer Behandlungsmöglichkeiten sowie diagnostischer Strategien. Durch genomische und proteomische Analysen von primärem PTC Material war ein Hauptziel dieser Arbeit die Identifizierung und nachfolgende Validierung neuartiger molekularer Veränderungen bei dieser Krebserkrankung. Aus einer Gruppe von Patienten, deren Schilddrüsentumore keine BRAF- oder RASMutationen aufwies (die häufigsten Mutationen bei PTC), wurden normales sowie primäres Tumorgewebe und Gewebe von Metastasen eines 35-jährigen männlichen Patienten genauer analysiert. In weiterführenden Genom- und Proteomanalysen konnten wir eine neue RET-Genfusion bei diesem Patient identifizierten. Die onkogene Funktion wurde durch in vitro Transformationsassays getestet: Die stabile Expression des neuen RET-Fusionsgens aktivierte mehrere onkogene Signalwege und transformierte immortalisierte, humane Schilddrüsenzellen. Die neue RET-Fusion zeigte eine hohe Kinaseaktivität und bildete, teilweise in Abhängigkeit von der PB1- Domäne, Dimere und Oligomere. Die quantitative proteomische Analyse von normalem vs. Tumorgewebe vs. Gewebe isolierter Metastasen desselben Patienten ergab, dass Proteine, die an der Ubiquitinierungsmaschinerie beteiligt sind, einschließlich der HECT Domäne tragenden E3-Ligase HUWE1 und DUBs wie USP9X und UBP7 im Tumor und Metastasen hochreguliert sind. Die Hemmung von RET, HUWE1 und Deubiquitinasen (DUBs) durch niedermolekulare Inhibitoren reduzierte die RETvermittelte Onkogenese signifikant. In dieser Arbeit konnten wir eine neuartige onkogene RET-Fusion in primärem Tumormaterial eines PTC-Patienten nachweisen. Darüberhinaus weisen unsere Daten daraufhin, dass die Inhibierung der 16 Ubiquitinmaschinerie eine Möglichkeit bietet, neue therapeutische Ansätze für die Behandlung von Schilddrüsenkarzinomen zu entwickeln.
DDC:	570 Biowissenschaften 570 Life sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 10 Biologie
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-3759
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-diss-1000030906
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent:	113 Seiten
Appears in collections:	JGU-Publikationen