p53 activity during adenovirus infection

Adenoviren sind kleine, DNA enthaltende Tumorviren, deren Untersuchung grundlegende Erkenntnisse über molekulare Funktionen von Säugerzellen erbrachte. Eine solche grundlegende Entdeckung ist, dass adenovirale Onkoproteine zelluläre Tumorsuppressor Signalwege inaktivieren können und somit das Tumorwachstum fördern. p53 ist einer der wichtigsten Tumorsuppressoren in der Zelle, welcher die zelluläre genomische Integrität aufrecht erhält. Die p53 Funktion ist in den meisten humanen Tumoren gestört. Dabei haben u.a. DNA Tumorviren verschiedenste Wege entwickelt, um die p53 Aktivität zu blockieren. Sie können somit ihre eigene Vermehrung und die Lyse der Zelle vorantreiben. Zwei Onkoproteine des humanen Adenovirus Typ 5, E1B-55 kDa und E4-34 kDa, können an das p53 Protein binden und dessen Degradation begünstigen. Umgekehrt führt eine Deletion oder Mutation des Onkogens E1B-55 kDa nach Virusinfektion zu einer massiven Akkumulierung des p53 Proteins. Auf diesen Fakten basierend wurde die Idee eines p53-selektiven onkolytischen Virus zur Krebstherapie entwickelt. Es wurde angenommen, dass eine Virusinfektion mit einem funktionsunfähigem E1B Onkoprotein in einer Krebszelle mit mutiertem oder deletiertem p53 eine ungehinderte Vermehrung des Virus und somit schließlich den Zelltod zur Folge hat. Im Gegensatz dazu wurde angenommen, dass gesunde Zellen bzw. Zellen mit einem wildtypischen p53 Protein in der Lage sind die Replikation des E1B-defizienten Virus zu blockieren und über wildtypisches p53 einen Zellteilungsstop und/oder den Zelltod einzuleiten. So würde die Krebszelle selektiv eliminiert werden. Aufgrund dieser Annahmen wurde ein E1B-55 kDa-defizienter onkolytischer Virus mit dem Namen ONYX-015 entwickelt. Jedoch hatte die Anwendung des onkolytischen Virus in der Krebstherapie nur mäßigen Erfolg, sodass ONYX-015 sich nicht in der Klinik durchsetzen konnte. Später konnte durch verschiedene Studien gezeigt werden, dass die Replikation des E1B-55 kDa-defizienten Virus unabhängig von dem p53 Status der Wirtszelle erfolgte. ONYX-015 hemmte trotz einer massiven p53 Akkumulierung die transkriptionelle p53 Aktivität, sodass keine p53 Zielgene angeschaltet und kein Zelltod oder Zellzyklusarrest eingeleitet wurde. Daher vermuteten wir, dass Adenoviren über von E1B-55 kDa unabhängige Mechanismen verfügen, die zu einer p53 Inaktivierung führen. Um diese Vermutung zu untersuchen, infizierten wir Zellen mit verschiedenen E1B-defizienten adenoviralen Mutanten und konnten eine massive p53 Akkumulierung induzieren, ohne offensichtliche Defekte in der p53 Lokalisierung, Phosphorylierung, Konformation und Oligomerisierung. Jedoch wurden keine p53 Zielgene wie p21/CDKN1A, mdm2, oder PUMA induziert und somit die transkriptionelle p53 Aktivität komplett inhibiert. Wir fanden weiterhin, dass das adenovirale E1A Protein die p53 Aktivität in der Abwesenheit von E1B-55kDa hemmt. Dabei inhibieren zwei Regionen des E1A Genprodukts unabhängig voneinander die p53 Aktivität. Weiterhin ist der E1B-defiziente Virus nur in Abhängigkeit von der konservierten Region 3 von E1A (E1A conserved region 3 = CR3) in der Lage, die Transkription von p53 Zielgenen zu inhibieren sowie die Bindung des Transkriptionsfaktor Sp1 an den p21 Promoter zu blocken. Außerdem bindet die aminoterminale Region des E1A Proteins die Acetyltransferasen p300 and CBP und blockiert somit die p53 K382 Acetylierung in infizierten Zellen. Mutationen in diesen E1A Regionen, zusammen mit defizientem E1B 55 kDa, können die Inhibierung der p53 Aktivität teilweise aufheben. Daher schlussfolgern wir, dass Adenoviren über mindestens zwei unabhängige Mechanismen p53 inaktivieren können. Somit hat unsere Studie gezeigt, warum das Fehlen von funktionstüchtigem E1B-55 kDa Protein nicht zu einer p53-selektiven Toxizität führt. Die Mechanismen der p53 Inaktivierung durch das E1A Protein müssen bei der Herstellung eines p53-selektiven onkolytischen Adenovirus für die Krebstherapie mit berücksichtigt werden. Unsere Studie hilft zudem, die generellen molekularen Mechanismen der p53 Inaktivierung besser zu verstehen, auch unabhängig von der onkolytischen Krebstherapie.

Author dc:creator

• Savelyeva, Irina

Contributors dc:contributor

• Dobbelstein, Matthias Prof. Dr.
• Ficner, Ralf Prof. Dr.
• Pieler, Tomas Prof. Dr.

• 570 Biowissenschaften, Biologie
• Biologie
• p53
• Adenovirus
• Azetylierung
• E1A
• Sp1
• acetylation
• 42.13 Molecular biology
• WF 200: Molekularbiologie

Licence

• https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/

Language dc:language

eng

Identifier

https://dx.doi.org/10.53846/goediss-366
urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-2512-8
webdoc-2512
632107367

OAI identifier oai:identifier

oai:ediss.uni-goettingen.de:11858/00-1735-0000-0006-ADAC-A