Molecular regulation of death receptor- and DNA damage-induced apoptosis

In dit proefschrift beschrijf ik verschillende
voorheen onbekende oorzaken van resistentie
tegen TRAIL en de gerelateerde dood liganden
Fas ligand en TNFα. Daarnaast toon ik effectieve
combinatie behandelingen waarmee resistentie
doorbroken kan worden. De mitochondriën,
de energiecentrales van de cel, spelen een
belangrijke rol in de inductie van apoptose na
behandeling met chemotherapeutica. Tijdens
apoptose worden ze poreus gemaakt, wat ertoe
leidt dat ze verschillende pro-apoptotische
eiwitten vrijlaten, die vervolgens de cel
verder aansturen dood te gaan. Kankercellen
zijn vaak resistent voor chemotherapeutica
doordat ze een verminderde capaciteit hebben
om de mitochondriën poreus te maken en deze
eiwitten vrij te laten. Er werd altijd gedacht dat
129
veel kankercellen voor de respons op TRAIL de
mitochondriën niet nodig hebben. In hoofdstuk
2 laten we echter zien dat dat wel degelijk het
geval is. Kankercellen die de mitochondriën niet
poreus kunnen maken, zijn minder gevoelig
voor behandeling met TRAIL. Wij laten zien
dat deze cellen behandeld moeten worden met
een combinatie van TRAIL en een additioneel
geneesmiddel, Smac/DIABLO mimetic, dat de
blokkade kan omzeilen. Deze combinatie blijkt
erg effectief te zijn. Smac/DIABLO mimetic is
een stofje dat de werking van het eiwit Smac/
DIABLO imiteert, dat één van de eiwitten
is die normaal gesproken vrijkomen uit de
mitochondriën tijdens apoptose. We bewijzen
hiermee dat het participeren van Smac/DIABLO
essentieel is voor een optimale respons op
TRAIL.
In hoofdstuk 3 beschrijven we het mechanisme
waarmee het eiwit Bid, belangrijk voor
het poreus maken van de mitochondriën,
geactiveerd wordt na behandeling met het
TRAIL-gerelateerde TNFα. We laten zien dat een
defect in het activerings-mechanisme van Bid
een kankercel resistent maakt voor behandeling
met TNFα. Aangezien TRAIL en Fas ligand ook
Bid moeten activeren om cellen te doden, zal
zo’n defect ook leiden tot resistentie voor deze
dood-liganden. Onze resultaten impliceren dat
kankercellen die Bid minder efficiënt kunnen
activeren behandeld moeten worden met een
combinatie-therapie, waarmee een alternative
apoptose route geactiveerd kan worden.
Verschillende chemotherapeutica, en ook
radiotherapie (bestraling), laten kankercellen in
apoptose gaan door DNA-schade te induceren.
Kankercellen zijn vaak gevoeliger voor DNA
schade dan normale cellen. Om bestaande
behandelingsmethoden voor kanker te kunnen
verbeteren, is het belangrijk te weten te komen
welke eiwitten belangrijk zijn voor de apoptose
respons na DNA schade. Normaal gesproken
gaan cellen dood na DNA schade door het eiwit
p53 te activeren. Veel soorten kankercellen
hebben p53 echter geïnactiveerd. In hoofdstuk
4 laten we zien deze cellen daardoor afhankelijk
zijn geworden van Bid om dood te gaan na DNA
schade; cellen die Bid missen zijn ongevoelig
voor chemotherapie en radiotherapie. Dit
betekent dat Bid een belangrijke rol speelt in
zowel de respons op DNA schade-inducerende
anti-kanker middelen als die op TRAIL. Een
combinatie-behandeling met beiden kan
daardoor erg effectief zijn.
In hoofdstuk 5 laten we zien dat kankercellen
met een blokkade op het niveau van de
mitochondriën niet gevoelig zijn voor
behandeling met verschillende individuele
anti-kanker geneesmiddelen, maar wel voor
combinaties met het TRAIL-gerelateerde Fas
ligand. We demonstreren dat de geneesmiddelen
de kankercellen sensitizeren voor Fas ligand
door de cellulaire levels van het anti-apoptotisch
eiwit FLIP sterk te verminderen. Dit impliceert
dat deze middelen ook goed te combineren zijn
met TRAIL.
In hoofdstuk 6 beschrijven we de ontdekking
dat het eiwit SRP72 essentieel is voor de
respons van kankercellen op TRAIL. We vinden
dat cellen die SRP72 missen resistent zijn voor
TRAIL.