Charakterisierung von NFATc1/Smad3-Komplexen im Smad4-defizienten Pankreaskarzinom

Die Progression des duktalen Adenokarzinoms (PDAC) erfordert neben der Kras-Aktivierung auch die kumulative Deaktivierung von Tumorsuppressoren. Der Verlust von Smad4 gilt als ein kritisches Ereignis in der Karzinogenese. Als essenzieller Bestandteil des TGF-beta-Signalwegs bewirkt die Smad4-Depletion den Wechsel von tumorsuppressiven zu onkogenen Gensignaturen. Wir postulieren, dass alternative onkogene Smad3-Transkriptionskomplexe im Smad4-defizienten PDAC diese fundamentale Veränderung bedingen. Wir konnten den Transkriptionsfaktor NFATc1 (nuclear factor of activated T cells) als TGF-beta-responsives Onkogen der Pankreaskarzinogenese und -progression identifizieren und untersuchen hier dessen Funktion im Smad4-defizienten PDAC.

Im Fokus stehen die Validierung der NFATc1/Smad3-Komplexbildung im Smad4-defizienten PDAC und die Definition seiner Abhängigkeiten, sowie dessen Transkriptionsregulation.

Mittels CRISPR/Cas9 wurden Smad4-Wildtyp und -defiziente PDAC-Zellen generiert und für Smad3-NFATc1-Interaktionsstudien genutzt. Neben Co-Immunopräzipitation dienten Western Blot und RT-PCR zur Verifizierung des Komplexes und regulierter Gensignaturen. Zusätzlich dienten Apoptose- und Zellzyklusanalyse der Charakterisierung der Zellen. Im humanen PDAC wurden immunhistochemische Färbungen zur Korrelation der Expression von NFATc1, Smad3 und Smad4 mit klinischen Daten durchgeführt. Zudem wurden genetisch modifizierte Mausmodelle zur Identifikation Smad4-regulierter Funktionen in vivo genutzt.

Unsere Untersuchungen zeigen eine robuste NFATc1/Smad3 Komplexbildung ausschließlich im Smad4-defizienten PDAC. Die Reexpression von Smad4 beeinträchtigt die Komplexbildung. Der Transkriptionskomplex bildet sich unabhängig von TGF-beta, jedoch trägt dessen Aktivität zur Stabilisierung und Transkriptionsaktivität bei. Funktionelle Untersuchungen belegten onkogene Funktionen des NFATc1/Smad3 Komplexes wie Zellzyklusprogression und Apoptoseumgehung.

Im Smad4-defizienten PDAC kommt es zur Bildung nukleärer NFATc1/Smad3-Proteinkomplexe, die mit einer verstärkten Tumoraggressivität einhergeht. Daher können pharmakologische Ansätze, die die Bildung von NFATc1/Smad3 Komplexen verhindern, vielversprechende therapeutische Strategien in der Behandlung Smad4-defizienter PDAC-Patienten darstellen.