Signální dráhy receptorových tyrozin kináz v pediatrických nádorech neurogenního původu

Mgr. Petra Macigová

Advanced ('rigorózní') thesis

Signaling pathways as possible therapeutic targets in pediatric neurogenic tumors

Abstract:

Záměrem této rigorózní práce bylo přinést novou analýzu založenou na fosforylaci významných proteinů, z nichž je řada kódována protoonkogeny. Tuto analýzu je možné připojit mezi vyšetření, která jsou již využívána při perzonalizované terapii u dětských pacientů s neurogenními nádory. Od tohoto přístupu se očekává, že sníží výskyt vedlejších účinků, jenž se často objevují u standardní protinádorové terapie sestávající z operace, radioterapie a chemoterapie. Hlavním cílem této práce je pomocí fosforylační analýzy identifikovat vhodné terapeutické cíle pro nízkomolekulární inhibitory a určit změny v buněčné signalizaci, které jsou charakteristické pro jednotlivé typy pediatricých neurogenních nádorů. Analýza fosforylace se zaměřila jak na receptorové tyrozin kinázy, tak i na proteiny navazujících signálních drah, včetně protein kináz aktivovaných mitogeny. Byla detekována významná aktivace zejména EGFR, ROR2, PDGFRα/β nebo ERK1/2, a to bez ohledu na typ nádoru. To značí nezbytnost jejich fosforylace pro rozvoj nádorového onemocnění, a současně z nich dělá vhodné cíle pro personalizovanou terapii. Kromě toho byla analýza fosforylace provedena i u buněčných linií derivovaných z neuroblastomu a získané výsledky byly porovnány s úrovní exprese mRNA vybraných receptorových tyrozin kináz. Tato data ukázala, že úroveň transkripce většinou nekoreluje s výslednou fosforylací daného proteinu, a tedy samotná analýza exprese genu na úrovni mRNA není pro zhodnocení změn v buněčné signalizaci dostačující.

Abstract:

In this thesis I focused on introducing a new analysis based on the phosphorylation of important proteins, many of which are encoded by proto-oncogenes. This analysis can become part of the examinations that are already used in personalized therapy in pediatric patients diagnosed with neurogenic tumors. This approach is supposed to eliminate harmful side effects that are often associated with standard therapeutic regimes based on surgery, radiation therapy and chemotherapy. The main aim of this thesis is to use phosphorylation analysis for the identification of suitable targets for small-molecule inhibitors and also to characterize changes in cell signaling that occur in different types of pediatric neurogenic tumors. The phosphorylation analysis was focused on both receptor tyrosine kinases and downstream signaling molecules including mitogen activated protein kinases. It revealed significant activation of EGFR, ERK1/2, ROR2 or PDGFRα/β regardless the diagnosis. This indicates the importance of these signaling pathways in the tumor development and makes them promising targets for personalized therapy. Besides that, neuroblastoma cell lines were used for the comparison of phosphorylation level and mRNA expression of the most commonly phosphorylated RTKs. This showed that the transcription of particular gene usually does not correlate with the phosphorylation of final protein and that mRNA analysis alone is not sufficient for the evaluation of changes in cell signaling.

Keywords

Pediatrické nádory, Nádory centrální nervové soustavy, Neuroblastom, Signální dráhy, Receptorové tyrozin kinázy, Nízkomolekulární inhibitory, Monoklonální protilátky, Personalizovaná medicína, Pediatric tumors, Central nervous system tumors, Neuroblastoma, Signaling pathways, Receptor tyrosine kinases, Small-molecule inhibitors, Monoclonal antibodies, Personalized therapy

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 18. 10. 2021

Thesis defence

• Date of defence: 11. 1. 2022
• Reader: Mgr. Jiří Kohoutek, Ph.D., Mgr. Marta Nekulová, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Advanced ('rigorózní řízení') programme / field:
Molecular Biology and Genetics / Molecular Biology and Genetics