Schaltplan der Bcr-ABl Signaltransduction

Die post-genomischen Perspektiven und Technologien erfordern eine Neubewertung von bekannten zellulären Prozessen in einer umfassenden, parallelen und integrativen Art und Weise. Trotz der jahrelangen Untersuchungen und der erheblichen Einblicke in den molekularen Wirkmechanismus der onkogenen Fusionskinase Bcr-Abl, fehlt uns immer noch eine detaillierte vergleichende Karte ihrer Zielmoleküle und deren dazugehöriger Signalwege. Die Erkenntnisse sind bruchstückhaft und werden zurzeit noch aus Einzelbeobachtungen von verschiedenen Arbeitsgruppen in verschiedenen zellulären und experimentellen Systemen zusammengesetzt. Um dem Problem gerecht zu werden, schlagen wir vor eine umfassende und zusammenhängende Karte der Bcr-Abl Signalwege zu erstellen, die zum ersten Mal in einem definierten standardisierten zellulären Rahmen durchgeführt werden und für die Entwicklung von Kombinationstherapiestrategien oder zur Verstärkung von Bcr-Abl Hemmstoffen der zweiten Generation verwendet werden kann. Die konstitutive Tyrosinkinase-Aktivität von Bcr-Abl ist von entscheidender Bedeutung für die Fähigkeit von Bcr- Abl, hämatopoetische Zellen zu transformieren und dies führt zur Entwicklung von chronisch myeloischer Leukämie (CML). Dies ist die Grundlage für den beispiellosen klinischen Erfolg des niedermolekularen Bcr-Abl Hemmstoffes Imatinib/Glivec, der zum Musterbeispiel für die moderne zielgerichtete Krebstherapie geworden ist. Trotz dieses Erfolges, werden die meisten Patienten resistent gegen Imatinib aufgrund von Punktmutationen in der Abl Kinasedomäne. Das hier skizzierte Projekt stellt die einzigartige Gelegenheit dar, jüngste Kenntnisse und Methoden in einem umfassenden, interdisziplinären und visionären Ansatz zu vereinen mit dem Ziel, das Wissen über die Bcr-Abl-Signaltransduktion auf physischer und funktioneller Ebene zu erweitern. Die Integration von Proteinkomplex-Aufreinigung, Protein-Identifizierung durch Massenspektrometrie sowie intensiver funktioneller Analyse und Validierung birgt das Potential, neue entscheidende Bestandteile des Bcr-Abl-Netzwerks zu erkennen, die Angriffspunkte für neue Arzneistoffe bieten, entweder alternativ zu Imatinib oder in Kombination. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, unterschiedliche Krankheitsstadien zu definieren und ein Fortschreiten der Krankheit zu überwachen und vorherzusagen. Dieses Projekt hat daher zum Ziel, i) in einem standardisierten Zellsystem eine physische Karte von Protein-Protein-Interaktionen der Bcr-Abl-Signaltransduktion zu erstellen. Diese Aufgabe wird mittels Tandem-Affinitätschromatographie-Aufreinigung in Kombination mit Flüssigchromatographie-Tandem-Massenspektrometrie (TAP-LC-MS/MS) in Angriff genommen. Nach anschließender bioinformatischer Proteinnetzwerk-Analyse werden ii) Kandidaten-Netzwerkbestandteile durch RNAi-Experimente gezielt funktionell überprüft. iii) Zuletzt werden ausgewählte Komponenten des Netzwerkes quantitativ analysiert werden. Diese Daten werden ein erster Schritt in Richtung eines umfassenden mathematischen Modells der Bcr-Abl Signaltransduktion sein. Diese Ansätze werden genetische und biochemische Daten zur Signaltransduktion von Bcr-Abl vereinen, ein einheitliches Bild der vielseitigen existierenden Daten festigen und die Identifizierung potentieller neuer pharmakologischer Angriffspunkte zur Therapie von CML ermöglichen.

Die post-genomischen Perspektiven und Technologien erfordern eine Neubewertung von bekannten zellulären Prozessen in einer umfassenden, parallelen und integrativen Art und Weise. Trotz der jahrelangen Untersuchungen und der erheblichen Einblicke in den molekularen Wirkmechanismus der onkogenen Fusionskinase Bcr-Abl, fehlt uns immer noch eine detaillierte vergleichende Karte ihrer Zielmoleküle und deren dazugehöriger Signalwege. Die Erkenntnisse sind bruchstückhaft und werden zurzeit noch aus Einzelbeobachtungen von verschiedenen Arbeitsgruppen in verschiedenen zellulären und experimentellen Systemen zusammengesetzt. Um dem Problem gerecht zu werden, schlagen wir vor eine umfassende und zusammenhängende Karte der Bcr-Abl Signalwege zu erstellen, die zum ersten Mal in einem definierten standardisierten zellulären Rahmen durchgeführt werden und für die Entwicklung von Kombinationstherapiestrategien oder zur Verstärkung von Bcr-Abl Hemmstoffen der zweiten Generation verwendet werden kann. Die konstitutive Tyrosinkinase-Aktivität von Bcr-Abl ist von entscheidender Bedeutung für die Fähigkeit von Bcr- Abl, hämatopoetische Zellen zu transformieren und dies führt zur Entwicklung von chronisch myeloischer Leukämie (CML). Dies ist die Grundlage für den beispiellosen klinischen Erfolg des niedermolekularen Bcr-Abl Hemmstoffes Imatinib/Glivec, der zum Musterbeispiel für die moderne zielgerichtete Krebstherapie geworden ist. Trotz dieses Erfolges, werden die meisten Patienten resistent gegen Imatinib aufgrund von Punktmutationen in der Abl Kinasedomäne. Das hier skizzierte Projekt stellt die einzigartige Gelegenheit dar, jüngste Kenntnisse und Methoden in einem umfassenden, interdisziplinären und visionären Ansatz zu vereinen mit dem Ziel, das Wissen über die Bcr-Abl-Signaltransduktion auf physischer und funktioneller Ebene zu erweitern. Die Integration von Proteinkomplex-Aufreinigung, Protein-Identifizierung durch Massenspektrometrie sowie intensiver funktioneller Analyse und Validierung birgt das Potential, neue entscheidende Bestandteile des Bcr-Abl-Netzwerks zu erkennen, die Angriffspunkte für neue Arzneistoffe bieten, entweder alternativ zu Imatinib oder in Kombination. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, unterschiedliche Krankheitsstadien zu definieren und ein Fortschreiten der Krankheit zu überwachen und vorherzusagen. Dieses Projekt hat daher zum Ziel, i) in einem standardisierten Zellsystem eine physische Karte von Protein-Protein-Interaktionen der Bcr-Abl-Signaltransduktion zu erstellen. Diese Aufgabe wird mittels Tandem-Affinitätschromatographie-Aufreinigung in Kombination mit Flüssigchromatographie-Tandem-Massenspektrometrie (TAP-LC-MS/MS) in Angriff genommen. Nach anschließender bioinformatischer Proteinnetzwerk-Analyse werden ii) Kandidaten-Netzwerkbestandteile durch RNAi-Experimente gezielt funktionell überprüft. iii) Zuletzt werden ausgewählte Komponenten des Netzwerkes quantitativ analysiert werden. Diese Daten werden ein erster Schritt in Richtung eines umfassenden mathematischen Modells der Bcr-Abl Signaltransduktion sein. Diese Ansätze werden genetische und biochemische Daten zur Signaltransduktion von Bcr-Abl vereinen, ein einheitliches Bild der vielseitigen existierenden Daten festigen und die Identifizierung potentieller neuer pharmakologischer Angriffspunkte zur Therapie von CML ermöglichen.