KLK4 as a biomarker and therapeutic target in prostate cancer
Prosjekt
- Prosjektnummer
- 2014042
- Ansvarlig person
- Fahri Saatcioglu
- Institusjon
- Oslo universitetssykehus HF
- Prosjektkategori
- Postdoktorstipend
- Helsekategori
- Cancer
- Forskningsaktivitet
- 1. Underpinning
Rapporter
Prostatakreft er den hyppigst diagnostiserte og mest dødelige kreftformen blant menn i den vestlige verden, med unntak av lungekreft, inkludert i Norge. Om lag 5000 norske menn blir årlig rammet av denne krefttypen og sjansen er stor for at omtrent en femtedel av disse vil dø av årsaker forbundet med kreften.
For å nå målet om en bedre og mer målrettet diagnose og terapi av prostatakreft trenger vi en økt grunnleggende forståelse av hvordan prostatakreft vokser, utvikler seg, og påvirkes av vår livsstil. Slik kunnskap vil, på sikt, gi oss sterkere verktøy i kampen mot prostatakreft. Målet med prosjektet er å utvikle nye kliniske biomarkører og terapeutiske mål som kan brukes i prostatakreft terapi.
En av de gener som vi studerer i vårt laboratorium for dette formålet er kallikrein 4 (KLK4), identifisert i vårt laboratorium for noen år siden. Vi har funnet at KLK4 er involvert i stimulering av prostatakreft vekst og inhibering av celledød. En av de gener som vi studerer i vårt laboratorium for dette formålet er kallikrein 4 (KLK4), identifisert i vårt laboratorium for noen år siden. Spesielt er KLK4 uttrykk regulert av testosteron, en viktig aktør i å regulere prostatakreft vekst i alle faser. KLK4 i sin tur regulerer androgen signalisering for å etablere en positiv feedback loop. Vi har vist at KLK4 regulerer også en av de mest sentrale kreftsignalveier, PI3K-Akt-mTOR, gjennom samspill med et protein som kalles PLZF. KLK4 fungerer dermed som en molekylær bryter i prostatakreftceller for å fremme deres vekst og overlevelse. Forenlig med dette, inhibering av KLK4 ekspresjon stopper prostatakreft vekst in vitro og in vivo. Vi har også vist at ved å bruke en nanopartikkelbasert anti-KLK4 stoffet, kan vi i utgangspunktet kurere human prostatakreft i mus.
Formålet med prosjektet var å finne ut hvordan KLK4 påvirker AR og PI3K signalisering. Samtidig ønsket vi å optimalisere nanopartikkel baserte KLK4 hemming slik at vi kan prøve det ut i klinikken. Dette arbeidet vil gi oss mer innsikt i KLK4s rolle i prostatakreft og kan resultere i ytterligere biomarkører og terapeutiske mål.
Først har vi beregnet ca 50 optimale siRNA for KLK4, ved bruk av forskjellige algorithmer, og validert dem in vitro. Sammenligningsanalyse identifiserte 5 beste siRNA som var minst 10 ganger bedre enn den opprinnelige siRNA vi brukte for KLK4 knockdown tidligere. Vi så sjekket for evnen til disse optimaliserte siRNAene å hemme prostatakreftcellevekst (fire forskjellige cellelinjer) in vitro og valgte tre som fungerte betydelig bedre enn andre. Disse ble deretter innkapslet i nanopartikler og var testet i prekliniske musemodeller in vivo. Vi fant at alle tre fungerte bra, men to av dem var bedre enn den tredje. Det neste trinnet ville være å teste disse to siRNA i flere modeller og deretter starte kliniske studier.
For å finne ut hvordan KLK4 påvirker AR og PI3K signalisering har vi gjennomført omfattende genuttrykksanalyse med proteomikk, RNA-sekvensering (RNA-seq) og kromatinimmunopresipitering (ChIP) analyser for å identifisere endringene i prostatakreftceller når PLZF-uttrykk ble forstyrret. Kombinerende analyse ved bruk av proteomikk og RNA-seq viste at dysregulering av PLZF førte til endringer i ekspresjon av gener som induserte mitokondriell funksjon og stressrespons. Tidligere hadde vi oppdaget at PLZF hemmet uttrykket for noen androgenregulerte gener. Våre nåværende resultater fra RNA-seq-analysen viser at PLZF spesifikt undertrykker en del mengde av stressresponsgener, som ofte er forbundet med PCa-progresjon. Vi vil fortsette å undersøke funksjonell korrelasjon mellom PLZF dysregulering og stressrespons i PCa-celler. ChIP-analyse er et verktøy for å avgjøre om den transkripsjonstrykkende effekten av PLZF på disse genene er direkte eller ikke som vi er i gang med.
Vi har utviklet optimaliserte nanoliposomale KLK4 siRNAene og vist at de hemmet prostatakreft utvikling i prekliniske mus modeller. Nanoliposamal KLK4 siRNA kan være en effektive nye behandlingsmodalitet i klinikken.
NEI
Prostatakreft er den hyppigst diagnostiserte og mest dødelige kreftformen blant menn i den vestlige verden, med unntak av lungekreft, inkludert i Norge. Om lag 5000 norske menn blir årlig rammet av denne krefttypen og sjansen er stor for at omtrent en femtedel av disse vil dø av årsaker forbundet med kreften.For å nå målet om en bedre og mer målrettet diagnose og terapi av prostatakreft trenger vi en økt grunnleggende forståelse av hvordan prostatakreft vokser, utvikler seg, og påvirkes av vår livsstil. Slik kunnskap vil, på sikt, gi oss sterkere verktøy i kampen mot prostatakreft. Målet med prosjektet er å utvikle nye kliniske biomarkører og terapeutiske mål som kan brukes i prostatakreft terapi.
En av de genene som vi studerer i vårt laboratorium for dette formålet er kallikrein 4 (KLK4), identifisert i vårt laboratorium for noen år siden. Vi har funnet at KLK4 er involvert i stimulering av prostatakreft vekst og inhibering av celle død ved å regulere en av de mest sentrale kreftsignalveier gjennom interaksjon med og hemming av PLZF, en tumor supressor protein. Forenlig med dette, inhibering av KLK4 ekspresjon stopper prostatakreft vekst in cellekultur og xenograft eksperimenter i mus. Vi har også vist at ved å bruke en nanopartikkelbasert anti-KLK4 stoffet, kan vi i utgangspunktet kurere human prostatakreft i mus. Vi har nå optimalisert vårt nanopartikkel strategi og har identifisert fire forskjellige partikkel som er opp til 50 ganger mer effektive enn de opprinnelige. Foreløpig analyse viser at KLK4 nanopartikler kan ha økt effekt når de administreres samtidig med noen av de kjemoterapiregimer som benyttes i klinikken i cellekultur; disse eksperimentene replikeres nå og skal kjøres i prekliniske prostatakreft modeller i mus. Vi har også begynt å identifisere de molekylært detaljene i KLK4-PLZF tilkobling ved å studere PLZF funksjoner i prostatakreftceller ved å bruke transkriptomikk, proteomikk, og ChIP analyse. Disse studiene ikke bare gir en bedre forståelse av den KLK4-PLZF banen i prostatakreftceller, men kan også indikere andre faktorer som kan være viktig i prostatakreft overlevelse som deretter kan brukes i utviklingen av nye terapeutiske tilnærminger.
Prostatakreft er den hyppigst diagnostiserte og mest dødelige kreftformen blant menn i den vestlige verden, med unntak av lungekreft, inkludert i Norge. Om lag 5000 norske menn blir årlig rammet av denne krefttypen og sjansen er stor for at omtrent en femtedel av disse vil dø av årsaker forbundet med kreften.For å nå målet om en bedre og mer målrettet diagnose og terapi av prostatakreft trenger vi en økt grunnleggende forståelse av hvordan prostatakreft vokser, utvikler seg, og påvirkes av vår livsstil. Slik kunnskap vil, på sikt, gi oss sterkere verktøy i kampen mot prostatakreft. Målet med prosjektet er å utvikle nye kliniske biomarkører og terapeutiske mål som kan brukes i prostatakreft terapi. En av de genene som vi studerer i vårt laboratorium for dette formålet er kallikrein 4 (KLK4), identifisert i vårt laboratorium for noen år siden. Vi har funnet at KLK4 er involvert i stimulering av prostatakreft vekst og inhibering av celle død. Spesielt er KLK4 uttrykk regulert av testosteron, en viktig aktør i å regulere prostatakreft vekst i alle sin faser. KLK4 i sin tur regulerer androgen signalisering for å etablere en positiv feedback loop. Vi har vist at KLK4 regulerer også en av de mest sentrale kreftsignalveier delvis gjennom interaksjon med og hemming av PLZF, en tumor supressor protein. Forenlig med dette, inhibering av KLK4 ekspresjon stopper prostatakreft vekst in vitro og in vivo. Vi har også vist at ved å bruke en nanopartikkelbasert anti-KLK4 stoffet, kan vi i utgangspunktet kurere human prostatakreft i mus. Vi har kommet godt i gang mot optimalisering av nanopartikkel strategi og har identifisert partikkel som er opp til 25 ganger mer effektive enn de opprinnelige. Vi har også begynt å identifisere de molekylært detaljene i KLK4-PLZF tilkobling ved å studere bindingseter av PLZF i kjernen og hvordan dette påvirker testosteron signalisering, en viktig element i prostatakreft cellenes vekst.
Prostatakreft er den hyppigst diagnostiserte og mest dødelige kreftformen blant menn i den vestlige verden, med unntak av lungekreft, inkludert i Norge. Om lag 5000 norske menn blir årlig rammet av denne krefttypen og sjansen er stor for at omtrent en femtedel av disse vil dø av årsaker forbundet med kreften.For å nå målet om en bedre og mer målrettet diagnose og terapi av prostatakreft trenger vi en økt grunnleggende forståelse av hvordan prostatakreft vokser, utvikler seg, og påvirkes av vår livsstil. Slik kunnskap vil, på sikt, gi oss sterkere verktøy i kampen mot prostatakreft. Målet med prosjektet er å utvikle nye kliniske biomarkører og terapeutiske mål som kan brukes i prostatakreft terapi.
En av de gener som vi studerer i vårt laboratorium for dette formålet er kallikrein 4 (KLK4), identifisert i vårt laboratorium for noen år siden. Vi har funnet at KLK4 er involvert i stimulering av prostatakreft vekst og inhibering av celledød. Spesielt er KLK4 uttrykk regulert av testosteron, en viktig aktør i å regulere prostatakreft vekst i alle sin faser. KLK4 i sin tur regulerer androgen signalisering for å etablere en positiv feedback loop. Vi har vist at KLK4 regulerer også en av de mest sentrale kreftsignalveier, PI3K-Akt-mTOR, gjennom samspill med et protein som kalles PLZF. KLK4 fungerer dermed som en molekylær bryter i prostatakreftceller for å fremme deres vekst og overlevelse. Forenlig med dette, inhibering av KLK4 ekspresjon stopper prostatakreft vekst in vitro og in vivo. Vi har også vist at ved å bruke en nanopartikkelbasert anti-KLK4 stoffet, kan vi i utgangspunktet kurere human prostatakreft i mus. Vi er for tiden studerer de molekylære detaljene om hvordan KLK4 påvirker AR og PI3K signalisering. Samtidig jobber vi med å optimalisere nanopartikkel baserte KLK4 hemming slik at vi kan prøve det ut i klinikken. Dette arbeidet vil gi oss mer innsikt i KLK4s rolle i prostatakreft og kan resultere i ytterligere biomarkører og terapeutiske mål.
Vitenskapelige artikler
Jin Y, Nenseth HZ, Saatcioglu F
Role of PLZF as a tumor suppressor in prostate cancer.
Oncotarget 2017 Sep 19;8(41):71317-71324. Epub 2017 aug 2
PMID: 29050363
Deltagere
- Anne Pierrette Burtey Postdoktorstipendiat (finansiert av denne bevilgning)
- Hatice Zeynep Nenseth Prosjektdeltaker
- Yang Jin Postdoktorstipendiat (finansiert av denne bevilgning)
- Fahri Saatcioglu Prosjektleder
- Martina Tesikova Postdoktorstipendiat (annen finansiering)
- Jing Yang Postdoktorstipendiat
- Nora Pallmann Prosjektdeltaker
eRapport er utarbeidet av Sølvi Lerfald og Reidar Thorstensen, Regionalt kompetansesenter for klinisk forskning, Helse Vest RHF, og videreutvikles av de fire RHF-ene i fellesskap, med støtte fra Helse Vest IKT
Alle henvendelser rettes til eRapport