Characterisation of mRNA binding proteins as potential therapeutic targets : models and tools

Abstract

Cancer is one of the most common three causes of premature death worldwide. In past years, colorectal cancer and primary liver cancer are among the malignancies with the highest incidence and mortality rates. This study focuses on two RNA-binding proteins (RBPs) that are aberrantly expressed in those cancer species and contribute to cancer initiation and progression. The first chapter addresses the role of the RBP ZFP36 ring finger protein (TTP) in hepatocellular carcinoma. The effect of a liver-specific TTP-knockout on tumour initiation was investigated in vivo using the diethylnitrosamine hepatocarcinogenesis model in mice. Further, TTP was overexpressed in various hepatoma cells to study the impact on several hallmarks of cancer in vitro. It is shown that TTP exerts tumour-promoting actions during hepatocarcinogenesis and tumour-suppressive actions during hepatic tumour progression. In the second chapter, the RNA-editing method TRIBE is combined with hydrodynamic gene delivery to transfect murine liver cells and enable the identification of new RNA targets of the RBP insulin-like growth factor 2 mRNA-binding protein 2 (IMP2) in vivo. In the third chapter, IMP2 is validated as target for cancer therapy by employing 2D and 3D cell culture models of CRISPR/Cas9-mediated IMP2 knockout cells in vitro as well as zebrafish embryo xenografts in vivo. Based on these results, hit compounds of the screening for small molecule inhibitors of IMP2 could be tested.

Krebs ist eine der drei häufigsten Todesursachen weltweit, wobei Darmkrebs und primärer Leberkrebs mit die höchsten Inzidenz- und Sterberaten in den vergangenen Jahren aufwiesen. Diese Studie konzentriert sich auf zwei RNA-bindende Proteine (RBPs), deren abnormales Vorkommen in diesen Krebsarten zur Krebsentstehung und -fortschreitung beiträgt. Das erste Kapitel adressiert die Rolle des RBPs Ringfingerprotein ZFP36 (TTP) beim hepatozellulären Karzinom. Anhand des Diethylnitrosamin-Hepatokarzinogenesemodells in Mäusen wurde der Effekt des leberspezifischen Ausschaltens von TTP auf die Tumorentstehung in vivo untersucht. Außerdem wurde TTP in Leberkrebszellen überexprimiert, um Auswirkungen auf Krebsmerkmale in vitro zu studieren. Es wird gezeigt, dass TTP während der Krebsentstehung fördernd und während Tumorprogression unterdrückend wirkt. Im zweiten Kapitel wird die RNA-Editierungsmethode TRIBE mit dem hydrodynamischen Gentransfer kombiniert, um Leberzellen in Mäusen zu transfizieren und die Identifizierung neuer RNA-Ziele des RBPs Insulinähnlicher Wachstumsfaktor 2-mRNA-bindendes Protein 2 (IMP2) in vivo zu ermöglichen. Im dritten Kapitel wird IMP2 als Ziel für die Krebstherapie validiert; in vitro durch Verwendung von IMP2-K.o.-Zellen (generiert via CRISPR/Cas9) in 2D- und 3D-Zellkulturmodellen, sowie in vivo mittels Zebrafischembryo-Xenotransplantaten. Darauf basierend konnten Trefferverbindungen aus dem Screening nach niedermolekularen Hemmstoffen von IMP2 getestet werden.