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# Biologie# Zellbiologie

Zielgerichtete WSB2: Eine neue Hoffnung in der Krebstherapie

Forschung zeigt, dass WSB2 eine Rolle beim programmierten Zelltod von Krebszellen spielt und mögliche therapeutische Ansatzpunkte bietet.

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Inhaltsverzeichnis

Krebs ist eine Krankheit, bei der Zellen unkontrolliert wachsen. Ein wichtiges Merkmal vieler Krebserkrankungen ist, dass diese Zellen einen natürlichen Prozess namens Apoptose widerstehen können, der eine Art ist, wie der Körper ungesunde Zellen loswird. Diese Fähigkeit, Apoptose zu umgehen, macht es schwierig, Krebs mit gängigen Therapien wie Chemotherapie und Bestrahlung zu behandeln, die normalerweise wirken, indem sie diesen Zellsterbeprozess auslösen.

Die Rolle der Apoptose bei Krebs

Apoptose wird hauptsächlich von Proteinen einer Gruppe namens BCL-2-Familie gesteuert. Diese Familie hat zwei Arten von Proteinen: solche, die das Überleben der Zellen unterstützen (anti-apoptotische Proteine) und solche, die den Zelltod fördern (pro-apoptotische Proteine). Die pro-apoptotischen Proteine können in zwei Gruppen unterteilt werden: solche mit mehreren funktionalen Domänen und solche mit einer vereinfachten Struktur. Wenn Zellen Stress oder Schäden ausgesetzt sind, können verschiedene Signale die pro-apoptotischen Proteine aktivieren, was zu Zelltod führt.

Krebszellen finden oft Wege, Apoptose zu umgehen, hauptsächlich indem sie die Menge an anti-apoptotischen Proteinen erhöhen oder die Spiegel der pro-apoptotischen Proteine senken. Diese Situation zeigt, wie wichtig neue Behandlungen sind, die gezielt dieses Gleichgewicht ansprechen.

Neue Ansätze zur Zielerreichung von Apoptose bei Krebs

Wissenschaftler arbeiten an einer neuen Klasse von Medikamenten, die als BH3-Mimetika bekannt sind. Diese Medikamente zielen darauf ab, die anti-apoptotischen Proteine der BCL-2-Familie zu hemmen. Ein Beispiel ist Venetoclax, das für die Behandlung bestimmter Arten von Blutkrebs zugelassen wurde. Diese Medikamente waren jedoch nicht so effektiv bei der Behandlung solider Tumoren, was Forscher dazu veranlasste, nach neuen Wegen zu suchen, um diese Tumoren anfälliger für Behandlungen zu machen.

Die Rolle von Cullin 5 und WSB2 in der Apoptose

Cullin 5 (CUL5) ist Teil einer grösseren Gruppe von Proteinen, die dafür verantwortlich sind, andere Proteine zum Abbau zu markieren, was hilft, viele Prozesse innerhalb der Zelle zu regulieren. Eines der Proteine, mit denen CUL5 arbeitet, heisst WSB2. WSB2 wurde in mehreren Krebsarten als aktiv befunden, wo es das Wachstum und die Bewegung von Krebszellen unterstützt. Über die Wechselwirkungen von WSB2 mit anderen Proteinen, die an der Apoptose beteiligt sind, ist jedoch nicht viel bekannt.

Forschung hat eine mögliche Wechselwirkung zwischen WSB2 und verschiedenen Mitgliedern der BCL-2-Familie identifiziert. Die Studien legen nahe, dass WSB2 möglicherweise hilft, die Spiegel eines pro-apoptotischen Proteins namens NOXA zu regulieren. Die Ergebnisse zeigen, dass WSB2 eine entscheidende Rolle dabei spielen könnte, wie Apoptose in Krebszellen gesteuert wird, was neue therapeutische Ziele eröffnet.

Untersuchung von WSB2 und seinen Auswirkungen

Um die Wechselwirkungen zwischen WSB2 und den BCL-2-Familienproteinen besser zu verstehen, haben Forscher verschiedene Methoden untersucht, einschliesslich der Analyse von Genexpressionsdatensätzen. Sie fanden heraus, dass WSB2 positiv mit mehreren anti-apoptotischen Proteinen assoziiert war, während es negativ mit pro-apoptotischen Proteinen assoziiert war.

Weitere Experimente zeigten, dass WSB2 mit mehreren BCL-2-Familienproteinen interagierte und hauptsächlich im Zytoplasma lokalisiert war, wobei ein Teil auch in den Mitochondrien zu finden war. Das ist wichtig, weil die Mitochondrien zentral für den Prozess der Apoptose sind.

Wie WSB2 die NOXA-Spiegel beeinflusst

Als Forscher die Auswirkungen von WSB2 auf das NOXA-Protein untersuchten, stellten sie fest, dass eine Erhöhung der WSB2-Spiegel zu einem Rückgang der NOXA-Spiegel führte. Umgekehrt stiegen die NOXA-Spiegel, wenn WSB2 aus den Zellen entfernt wurde. Das deutet darauf hin, dass WSB2 eine bedeutende Rolle bei der Kontrolle der Stabilität von NOXA spielt, was letztendlich den Zelltod beeinflusst.

Darüber hinaus entdeckten Wissenschaftler, dass WSB2 zur Förderung des Abbaus von NOXA spezifische Teile seiner eigenen Struktur benötigt. Das bedeutet, dass eine gezielte Ansprache von WSB2 helfen könnte, NOXA zu stabilisieren, was zu einer erhöhten Apoptose in Krebszellen führen könnte.

Kombination von WSB2-Zielgerichtetheit mit Krebsbehandlungen

Der nächste Schritt war zu sehen, ob die gezielte Ansprache von WSB2 die Wirksamkeit bestehender Krebsbehandlungen verbessern könnte. Forscher führten Experimente durch, bei denen sie sowohl WSB2 als auch anti-apoptotische BCL-2-Familienproteine wie BCL-XL oder MCL-1 herunterregulierten. Sie bemerkten, dass diese Kombination zu signifikantem Zelltod führte, was auf einen synergistischen Effekt hinweist.

Pharmakologisch zeigten Inhibitoren wie ABT-737 oder AZD5991, die auf anti-apoptotische Proteine abzielen, dass sie in Kombination mit WSB2-Mangel die Apoptose in Krebszellen erheblich erhöhten. Das deutet darauf hin, dass die gezielte Ansprache von WSB2 eine effektive Strategie in Verbindung mit anderen Behandlungen sein könnte.

WSB2 und seine biologische Bedeutung

Um besser zu verstehen, wie WSB2 in lebenden Organismen funktioniert, schufen Forscher Mäuse, denen WSB2 fehlte. Diese Knockout-Mäuse zeigten auf den ersten Blick keine offensichtlichen Gesundheitsprobleme. Als sie jedoch mit spezifischen Inhibitoren behandelt wurden, zeigten diese Mäuse ein höheres Mass an Apoptose in ihren Organen im Vergleich zu normalen Mäusen. Das liefert starke Beweise für die schützende Rolle von WSB2 gegen unkontrollierte Apoptose in vivo.

WSB2-Expression in menschlichen Krebserkrankungen

Studien haben gezeigt, dass die Spiegel von WSB2 oft höher sind in verschiedenen Arten von menschlichen Krebserkrankungen, einschliesslich Prostata- und Leberkrebs. Diese erhöhte Expression korreliert mit schlechteren Ergebnissen bei Patienten und deutet darauf hin, dass WSB2-Spiegel als Indikator für die Aggressivität von Krebs dienen könnten.

Fazit

Die Forschung zu WSB2 hat seine entscheidende Rolle bei der Regulierung der Apoptose in Krebszellen aufgedeckt. Durch die Kontrolle der Spiegel des pro-apoptotischen Proteins NOXA und der Wechselwirkung mit wichtigen Mitgliedern der BCL-2-Familie erweist sich WSB2 als potenzielles Ziel zur Verbesserung von Krebstherapien. Zukünftige Studien könnten untersuchen, wie man WSB2 effektiv hemmt oder wettbewerbsfähige Peptide einsetzt, um seine Funktion zu manipulieren, was neue Wege zur Behandlung von resistenten Krebserkrankungen eröffnet. Die Ergebnisse ermutigen zu einer tiefergehenden Erforschung der Mechanismen, durch die WSB2 die Apoptose beeinflusst, und des Potenzials zur Entwicklung von Therapien, die die Patientenergebnisse verbessern könnten.

Originalquelle

Titel: Disruption of WSB2-mediated NOXA Degradation Induces Synthetic Lethality to Anti-apoptotic BCL-2 Family Protein Inhibitors

Zusammenfassung: Anti-apoptotic BCL-2 family proteins are frequently overexpressed in various cancers, contributing to the initiation and development of cancer, as well as intrinsic or acquired resistance to therapy. Although BCL-2 family protein inhibitors, such as Venetoclax, have demonstrated efficacy in hematological neoplasms, their effectiveness as single agents in solid tumors is limited. Identifying alternative molecular targets that can overcome intrinsic resistance to BCL-2 family protein inhibitors is of great clinical importance. Here, we present evidence of strong synthetic lethal interactions between WSB2, a relatively unexplored substrate-binding receptor of the Cullin 5-RBX2-Elongin B/C (CRL5) E3 ubiquitin ligase complex, and multiple anti-apoptotic BCL-2 family proteins. Mechanistically, an assembled CRL5WSB2 E3 ubiquitin ligase complex targets NOXA, a pro-apoptotic BCL-2 family protein, for degradation via the ubiquitin-proteasomal pathway. Ablation of WSB2 leads to a remarkable accumulation of NOXA proteins in cultured cell lines and knockout mouse organs. While WSB2 deficiency alone has a minimal effect on spontaneous apoptosis, it renders cancer cells more susceptible to apoptosis when anti-apoptotic BCL-2 family proteins are genetically depleted or pharmacologically inhibited. These findings establish WSB2 as a critical regulator of mitochondrial apoptosis and highlight the dysregulation of the WSB2-NOXA regulatory axis as a contributing factor to apoptosis resistance in cancer cells. Synergistically targeting WSB2 and anti-apoptotic BCL-2 family proteins holds promising clinical potential in the treatment of human cancers.

Autoren: Chenji Wang, D. Jiao, K. Chang, Y. Chen, J. Jin, M. Ren, Y. Zhang, K. Gao, Y. Xu

Letzte Aktualisierung: 2024-05-08 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.24.590941

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.24.590941.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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