Proteomics and functional analysis of glucocorticoid-induced apoptosis of lymphoblastic leukemia cells under simultaneous administration of 2-deoxy-D-glucose

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In der Induktionstherapie der akuten lymphatischen Leukämie (ALL) im Kindesalter kommen seit Jahrzehnten Glukokortikoide zum Einsatz. Die molekularen Mechanismen der Glukokortikoid-induzierten Apoptose in ALL-Zellen sowie der Entwicklung von Resistenz sind weiterhin nicht zur Gänze geklärt, was die Entwicklung dringend notwendiger, nebenwirkungsärmerer Therapiestrategien hemmt. Wir zeigten kürzlich, dass die gleichzeitige Gabe von Desoxyglucose (2-DG) in vitro eine signifikante Reduktion der Glukokortikoiddosis und Akzeleration der Apoptose bewirkt. In diesem Projekt soll der molekulare Mechanismus des synergistischen Effektes von Glukokortikoiden und 2-DG mittels mitochondrialer Proteom-Analysen und begleitender Analysen des zellulären Energiestoffwechsels sowie der mitochondrialen Ultrastruktur aufgeklärt werden. Hierzu soll eine differentielle Proteomstudie mittels 2D-DIGE und einem iTRAQ™-Ansatz zu verschiedenen Behandlungszeitpunkten von GC-sensitiven und resistenten T-ALL und pre-B ALL Zelllinien durchgeführt werden, die mit Dexamethason, 2-DG oder einer Kombination von beidem behandelt werden. Die Proteomstudie wird durch eine Analyse der mitochondrialen Ultrastruktur, funktionellen Studien mittels hochauflösender Respirometrie sowie GC- und LC-MS basierender Analysen zur Aufklärung des zellulären Energiestoffwechsels ergänzt. Weiterhin wird die funktionale apoptotische Relevanz von ausgewählten differentiell exprimierten Proteinen einerseits an Patientenmaterial andererseits mittels der Überexpression bzw. RNAi-vermittelter Knockdowns der Kandidatengene in ALL-Zelllinien getestet.