Entschlüsselung neuer molekularer Mechanismen zur CD95/Fas-abhängigen Induktion des programmierten Zelltods : Entwicklung innovativer Ansätze zur gezielten Modifikation des CD95/Fas Signalweges

Abstract

Since 1989, when Trauth et al. and Yonehara et. al. laid the foundation for a new extrinsic research field, the apoptotic CD95/Fas signalling pathway, many other scientists have worked on deciphering this signalling cascade over the past 30 years1,2. Based on the state of the art information on the pathway, it has become possible to further identify specific protein interactions using novel biochemical and computer-based in silico methods and in addition to use this knowledge for improved treatment strategies to cure diseases such as tumors. In the publication "Long and short isoforms of c-FLIP act as control checkpoints of DED filament assembly", the role of two isoforms of the apoptosis-regulating protein c-FLIP at the CD95-DISC was investigated. This provided the basis for a more detailed analysis of the pro-apoptotic function of the protein c-FLIPL in the procaspase-8/c-FLIPL heterodimer. After extensive interaction analyses, the idea arose to test small molecules, selected by in silico screenings from the ZINC12 database of over 16 million compounds, in combination with CD95 stimulation in malignant cells in order to sensitize them towards cell death. "Dissecting DISC regulation via pharmacological targeting of caspase-8/c-FLIPL heterodimer" was the follow-up publication for deciphering the induction mechanisms after combinatorial treatment of small molecules and CD95L of CD95/Fas-mediated apoptosis. Finally, it could be shown in malignant AML cells with FLT3-ITD mutation by "Targeting RIPK1 in AML cells carrying FLT3-ITD" that programmed cell death can be induced by CD95L binding to the receptor and BV6 treatment. The focus of the analyses was on the sensitisation of tumor cells towards cell death. All three publications were based on the scientific goal of deciphering new molecular mechanisms for the CD95-dependent induction of programmed cell death and developing innovative approaches for targeted modifications of the CD95/Fas signalling pathway in tumor cells.

Seit 1989 Trauth et al. und Yonehara et. al den Grundstein für die Erforschung des extrinsischen, apoptotischen CD95/Fas Signalweges gelegt haben, haben in den vergangenen 30 Jahren viele weitere Wissenschaftler an der Entschlüsselung dieser Signalkaskade gearbeitet1,2. In Folge dessen wurde es mittels neuartiger biochemischer und computer-basierter in silico Methoden möglich, spezifische Protein-Interaktionen zu identifizieren und dieses Wissen für verbesserte Behandlungsstrategien zur Bekämpfung von Krankheiten wie zum Beispiel Tumorerkrankungen einzusetzen. In der Publikation „Long and short isoforms of c-FLIP act as control checkpoints of DED filament assembly” wurde die Rolle zweier Isoformen des Apoptose-regulierenden Proteins c-FLIP am CD95-DISC untersucht. Dabei entstand die Basis für die detailliertere Analyse der pro-apoptotischen Funktion des Proteins c-FLIPL im Procaspase-8/c-FLIPL-Heterodimer. Nach ausgiebigen Interaktionsanalysen entstand die Idee small molecules, die durch in silico Screenings aus der ZINC12 Datenbank aus über 16 Millionen Verbindungen ausgewählt wurden, in Kombination mit CD95-Stimulation in malignen Zellen zu testen, um diese zu sensitivieren. „Dissecting DISC regulation via pharmacological targeting of caspase-8/c-FLIPL heterodimer“ setzte demnach einen weiteren Grundstein für die Entschlüsselung der Induktionsmechanismen der CD95/Fas-vermittelten Apoptose. Final konnte in malignen AML-Zellen mit FLT3-ITD Mutation durch „Targeting RIPK1 in AML cells carrying FLT3-ITD“ gezeigt werden, dass programmierter Zelltod durch CD95L-Bindung an den Rezeptor und BV6 Behandlung ausgelöst werden kann. Dabei stand die Sensitivierung von Tumorzellen im Fokus der Analysen. Alle drei Publikationen basierten auf dem wissenschaftlichen Ziel: einer Entschlüsselung neuer molekularer Mechanismen zur CD95-abhängigen Induktion des programmierten Zelltods und der Entwicklung innovativer Ansätze zur gezielten Modifikation des CD95/Fas Signalweges in Tumorzellen.