Protein-Interaktionsanalysen der gastrointestinalen Stromatumor-assoziierten Rezeptortyrosinkinase c-Kit zur Identifizierung und Charakterisierung neuer Wirkstoffziele

Gastrointestinale Stromatumore (GIST) sind typischerweise auf eine aktivierende Mutation in der Rezeptortyrosinkinase c Kit zurückzuführen. Eine Behandlung mit dem Tyrosinkinase-Inhibitor Imatinib führt bei der großen Mehrheit der Patienten zunächst zu einer Tumorregression. Nach durchschnittlich zwei Jahren entwickeln viele Patienten eine Resistenz gegen Imatinib, die sehr häufig mit einer sekundären Mutation in c Kit einhergeht. Als Zweitlinientherapie stehen weitere Tyrosinkinase-Inhibitoren zur Verfügung, die jedoch bislang nur mäßige Wirkung zeigen. Erschwerend kommt hinzu, dass die Wirksamkeit der Inhibitoren stark vom c Kit Genotyp abhängt. Das Verständnis der Protein-Interaktionsnetzwerke der c Kit Mutanten und des c Kit Wildtyps ist in diesem Zusammenhang essentiell. Zielsetzung dieser Arbeit war es, das Protein-Interaktionsnetzwerk von c Kit Wildtyp und ausgewählten GIST-assoziierten c Kit Mutanten genauer zu untersuchen. Dabei sollten bekannte Medikamenten-Zielmoleküle, wie z.B. Hsp90, genauer charakterisiert und neue potentielle Zielmoleküle gefunden werden. Die Identifizierung der Interaktionspartner erfolgte mit einer im Rahmen dieser Arbeit für c Kit Wildtyp etablierten expressions-entkoppelten Tandem-Affinitätsreinigung (u TAP). Als Modell für den stimulierten Zustand der Rezeptortyrosinkinase wurde in vitro phosphoryliertes c Kit Wildtyp Köderprotein im u-TAP Assay eingesetzt. Das Interaktionsnetzwerk von c Kit Wildtyp wurde in An- und Abwesenheit von Imatinib und des Hsp90 Inhibitors 17AAG untersucht. Beide Wirkstoffe hatten nahezu keinen Einfluss auf das Protein-Interaktionsnetzwerk von c Kit Wildtyp. Interaktionsanalysen der GIST-assoziierten c Kit Mutanten wiesen eine Bindung von Hsp90 und dessen Cochaperon Cdc37 nach, die beim Wildtyp nicht auftrat. Cdc37 gilt bereits als potentielles Medikamenten-Zielmolekül für verschiedene onkogene Proteine. Die Interaktion von Cdc37 mit c-Kit Mutanten wurde im Rahmen dieser Arbeit erstmals identifiziert und verifiziert. Darüber hinaus konnte eine vom Genotyp abhängige Affinität von c Kit zu Hsp90 und Cdc37 gemessen werden. Aufgrund der bekannten stabilisierenden Funktion von Hsp90 und Cdc37 erlaubt die Affinität Rückschlüsse auf die Stabilität einer Mutante und deren Sensitivität gegenüber Hsp90 Inhibitoren. c Kit Wildtyp degradierte in Anwesenheit von 17AAG deutlich weniger als die mit Hsp90 und Cdc37 interagierenden c Kit Mutanten. Die 17AAG-Sensitivität korrelierte für die meisten c Kit Mutanten mit der Affinität zu Hsp90 und Cdc37. Diese Genotyp-spezifische Sensitivität von c Kit gegenüber 17AAG könnte als Grundlage für eine individuelle GIST-Therapie dienen. Zusätzlich kann Cdc37 als potentieller neuer Angriffspunkt zur Behandlung von GIST betrachtet werden