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MikroRNA-21 als Regulator der PI3K/AKT-Signalkaskade im Endometriumkarzinom

  • Beim Endometriumkarzinom (EC) bieten sich gemäß aktueller Leitlinie (AWMF) wenige Möglichkeiten einer Chemotherapie. Tumormarker und targeted therapy rücken daher in den Fokus. In diesem Zuge erlangen molekulare Signalkaskaden und deren Modulatoren einen wachsenden Stellenwert. Die PI3-Kinase/AKT-Signalkaskade mit ihrem Regulator MikroRNA 21 (miR-21) ist in vielen Tumorentitäten von Mutationen betroffen und bietet dabei verschiedene Angriffspunkte. Ziel dieser Arbeit war es, die Signalkaskade im EC darzustellen und die regulatorische Rolle von miR-21 näher zu charakterisieren. Um eine möglichst umfassende Aussage bezüglich der Tumorentität EC zu treffen, wurde je eine Zelllinie vom prognostisch günstigen Typ I und ungünstigen Typ II nach der Klassifikation von Bokhman (1983) ausgewählt. Die Zelllinien wurden hinsichtlich der Morphologie und ihrer molekularen Eigenschaften charakterisiert. Mittels Transfektion von pmiR-21 wurde in den EC-Zellen miR 21 überexprimiert und die Proteinexpressionen der PI3K/AKT-Signalkaskade nach 6 96 h mittels Gelelektrophorese und anschließendem Western Blot analysiert. In der Zelllinie MFE 296 kam es zu den erwartenden Veränderungen der Signalkaskade. Die Expression der Phosphatase PTEN wurde inhibiert und der Zellzyklus enthemmt. Die Zelllinie MFE 280 zeigte keine Veränderungen nach Transfektion. Ursachen sind vermutlich die unterschiedliche PTEN-Aktivität aufgrund von Mutationen und andere Regulationsmechanismen. miR-21 greift neben der direkten Inhibition von PTEN posttranskriptionell indirekt in die Stabilität des Proteins ein. p85α, die regulatorische Untereinheit der PI3K, ist ein weiteres Target von miR-21. Neben der Interaktion mit den katalytischen Untereinheiten kann p85α Dimere mit PTEN bilden und dessen Ubiquitinierung reduzieren. Die Wirkmechanismen von miR-21 sind vielfältig und die genauen Zusammenhänge bisher nicht komplett verstanden. Diese Arbeit stellt die unterschiedliche Gewichtung von miR-21-Modulationen auf die PI3K/AKT-Signalkaskade in den beiden EC-Typen dar. miR-21 kann im EC-Typ-I als Marker fungieren. Außerdem wurden einige Möglichkeiten der targeted therapy in der PI3K/AKT-Signalkaskade angedeutet. Um diese Aussage und die therapeutischen Konsequenzen in den klinischen Alltag zu integrieren, bedarf es weiterführender Arbeiten.
  • According to the current guideline (AWMF), there are few possibilities for chemotherapy for endometrial carcinoma (EC). This puts tumor markers and targeted therapy into focus. In this context, molecular signal cascades and their modulators are becoming increasingly important. The PI3 kinase / AKT signaling cascade with its regulator microRNA 21 (miR-21) is affected by mutations in many tumor entities and offers various targets. This work illustrates the signal cascade in the EC and characterizes the regulatory role of miR-21 in more detail. To make the most comprehensive statement possible with respect to the tumor entity EC, a cell line of prognostically favorable type I and unfavorable type II was selected according to the classification of Bokhman (1983). The cell lines were characterized in terms of morphology and their molecular properties. Using transfection of pmiR-21, miR 21 was overexpressed in the EC cells and the protein expression of the PI3K / AKT signal cascade was analyzed after 6-96 h by means of gel electrophoresis and subsequent western blot. In the cell line MFE-296, the expected changes in the signal cascade occurred. The expression of the phosphatase PTEN was inhibited and the cell cycle was inhibited. The cell line MFE 280 showed no changes after transfection. Causes are probably the different PTEN activity due to mutations and other regulatory mechanisms. In addition to the direct inhibition of PTEN, miR-21 indirectly influences the stability of the protein. p85α, which is the regulatory subunit of PI3K, is another target of miR-21. In addition to the interaction with the catalytic subunits, p85α can form dimers with PTEN and reduce its ubiquitination. The mechanisms of action of miR-21 are manifold and the exact relationships are not fully understood yet. This work presents the different weighting of miR-21 modulations on the PI3K / AKT signaling cascade in the two EC types. MiR-21 can act as a marker in EC type I. In addition, some possibilities of targeted therapy in the PI3K / AKT signaling cascade were suggested. In order to integrate this statement and the therapeutic consequences in everyday clinical life, further research is required.

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Metadaten
Author: Tobias Stiefel
URN:urn:nbn:de:gbv:9-opus-25619
Title Additional (English):MikroRNA-21 as regulator of the PI3K/AKT-pathway in endometrial carcinom
Referee:Prof. Dr. med. Alexander Mustea, PD Dr. med. Elena Ioana Braicu
Advisor:PD Dr. rer. nat. Dr. rer. med. habil. Matthias Stope
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of Completion:2019
Date of first Publication:2019/03/29
Granting Institution:Universität Greifswald, Universitätsmedizin
Date of final exam:2019/03/20
Release Date:2019/03/29
Tag:PI3K/AKT-Signalkaskade, miR-21
GND Keyword:Gebärmutterschleimhautkrebs, In-vitro-Kultur, Signalkaskade
Pagenumber:65
Faculties:Universitätsmedizin / Klinik und Poliklinik für Frauenheilkunde u. Geburtshilfe
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit