Molecular interactions of ErbB receptor tyrosine kinases as potential therapy targets  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
62648
Type K
Principal investigator Vereb, György
Title in Hungarian ErbB Receptor tirozinkinázok molekuláris interakciói, mint potenciális terápiás célpontok
Title in English Molecular interactions of ErbB receptor tyrosine kinases as potential therapy targets
Keywords in Hungarian ErbB, RTK jelátvitel, HSP90, integrinek, CD44, mikrometasztázis, hierarchikus szerveződés, mAb terápia, kináztlók, 17AAG, fluoreszkáló fúziós fehérjék, FRET, FCS, CLSM, LSC, mRNS profil
Keywords in English ErbB, RTK signaling, HSP90, integrins, CD44, micrometastasis, hierarchical organization, mAb therapy, kinase inhibitors, 17AAG, fluorescent fusion proteins, FRET, FCS, CLSM, LSC, mRNA profiling
Discipline
Biophysics (e.g. transport mechanisms, bioenergetics, fluorescence) (Council of Medical and Biological Sciences)100 %
Panel Molecular and Structural Biology and Biochemistry
Department or equivalent Department of Biophysics and Cell Biology (University of Debrecen)
Participants Fazekas, Zsolt
Horváth, Gábor
Nagy, Péter
Szöllősi, János
Starting date 2006-02-01
Closing date 2010-01-31
Funding (in million HUF) 18.900
FTE (full time equivalent) 5.17
state closed project
Summary in Hungarian
Napjaink vezető haláloka a daganatos megbetegedések nagy csoportja, köztük számos olyan, ahol a proliferáció hátterében ErbB családbeli receptor tirozinkinázok állnak. Gyógykezelésükben egyre nagyobb szerep jut a molekuláris szintű terápiának, mely specifikus, a daganatra jellemző molekulák (sejtfelszíni receptorok, jelátviteli molekulák) ellen irányul. A molekuláris célpontok elleni terápiában azonban problémát jelent a célzott molekula lokális környezetének és in situ kölcsönhatásainak ismeretlen volta. A tervezett kutatás a molekuláris és sejtbiológia eszköztárával előállított rendszereket (egyes kezelésekre érzékeny és rezisztens tumor sejtvonalak, szabályozható expressziós szintű receptorok, fluoreszkáló fúziós fehérjék, keringő mikrometasztázisok) nagyfeloldású biofizikai módszerekkel vizsgálva kívánja feltárni a molekuláris kölcsönhatások hierarchikus szintjeit, megállapítani azok összefüggéseit a sejtproliferációt / túlélést befolyásoló kezelésekre adott sejtválasszal, s igazolni a kapott eredményeket in vivo modelleken. Eredményeink alapvető információkkal szolgálhatnak az ErbB kinázok molekuláris kölcsönhatásairól, expressziós mintázatairól, és azok prediktív erejéről (daganat)sejtek proliferációs hajlamát, metasztatikus képességét illetően. Ezen túlmenőleg ismereteket nyerhetünk arról is, hogy egyes potenciális terápiás ágensek, és endogén biológiai modulátorok egyenként, vagy kombinációban hogyan befolyásolják az ErbB-aktivitáson alapuló sejtproliferációt.
Summary
Today’s leading cause of death is the large and versatile group of tumors, including several types where receptor tyrosine kinases of the ErbB family can be identified as the cause of proliferation. Their treatment is increasingly shifted towards molecular therapies against specific targets (cell surface receptors, signaling molecules) characteristic of the given tumor. However, targeting these molecules properly and successfully is hindered by the lack of knowledge about the local environment and in situ interactions of these receptors. The proposed research would use high resolution biophysical methods to investigate systems generated by molecular and cell biological tools (tumor cell lines sensitive and resistant to specific treatments, receptors of adjustable expression levels, fluorescent fusion protein, circulating micrometastases) in order to reveal the hierarchical levels of molecular interactions, correlate them with cellular responses to treatments targeting cell proliferation / survival, and provide proof of concept using in vivo models. The results would provide fundamental information on molecular interactions and expression patterns of ErbB kinases, and the predictive power thereof regarding proliferative and metastatic capabilities of (tumor) cells. Furthermore, we expect to gain knowledge on how cell proliferation owed to ErbB activity can be influenced by potential therapeutic agents and endogenous biological modulators alone or in combination.




 

Final report

  
Results in Hungarian
Az ErbB2 célpontú trastuzumab (TR) fő in vivo hatása feltehetőleg a antitest mediált citotoxicitás (ADDC), melyen keresztül a TR csökkenti a keringő és disszeminált daganatsejtek számát akkor is, amikor a primer daganat már TR rezisztens: fejletlen EC matrixú daganatsejtek és kisebb csoportjaik még hozzáférhetők NK sejtek számára, amikor azok nagyobb tömegű daganattal szemben már nem hatékonyak, ami a korai TR terápia fontosságára, és a primer tumor rezisztenciája mellett is elérhető metasztázis gátlásra hívja fel a figyelmet. A TR rezisztens emlőtumorok terápiára alkalmasak a HSP-gátlók is ErbB2-dimerizáló és leszabályozó, apoptótikus hatásuk alapján. Cisztein proteináz inhibitor kombinálása fotodinámiás kezeléssel in vivo szinergisztikus VEGF szint csökkenést, neovascularizáció gátlást és tumor nekrózist okoz. Új fejlesztésű mikroszkópos FRET módszerekkel és fluoreszcencia korrelációs spektroszkópiával jellemeztük az ErbB2 EGF-ErbB1 általi transzaktivációját, mely lipidtutaj-függő, dinamikus aggregáción és recirkuláción alapszik. Antikorrelációt figyeltünk meg a b1-integrin/ErB2 heteroasszociáció, és az ErbB2 homoasszociáció között emlő és gyomorkarcinómákban, mely csökkentheti a TR által keresztköthető és leszabályozható ErbB2 dimereket és ezért TR rezisztenciát okozhat. Hasonló kölcsönhatás a b1-integrin és ErbB1 között glioblasztóma sejteken fokozott Akt aktiválódáshoz, és klinikai mintákból is igazoltan a magas grádusú glia tumorok fokozott sugárrezisztenciájához vezet.
Results in English
Trastuzumab (TR) targeting ErbB2 exhibits its in vivo effect mainly through antibody mediated cytotoxicity (ADDC) which effectively fights circulating and disseminated tumor cells even when the primary tumor is already trastuzumab resistant, possibly owed to better access of NK cells to single cells or small clusters without well developed extracellular matrix, which calls the attention to starting TR therapy early and to continue it to preclude metastasis upon the primary tumor reaching resistance. TR resistant tumors can also be treated ith HSP inhibitors that dimerize and downregulate ErbB2 and cause apoptosis. Cistein protease inhibitor combined with PDT in vivo synergistically decreases VEGF, neovascularization and causes tumor necrosis. Newly developed FRET methods and program as well as fluorescence correlation spectroscopy showed ErbB2 being transactivated and dynamically aggregated and recycled in a lipid raft dependent manner by EGF-bound ErbB1 serving as physiological signal input antennae. These innovative methods also revealed anticorrelation between b1-integrin/ErB2 heteroassociation and ErbB2 homoassociation in breast and gastric tumors, a competition for association partners which can decrease ErbB2 dimers downregulatable by TR and thus can cause TR resistance. A similar interaction between b1-integrin and ErbB1 in glioblastoma can lead to increased Akt signalling and radiation resistance of higher grade astrocytomas also verifiable in clinical samples.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=62648
Decision
Yes





 

List of publications

  
Zsebik, B., Citri, A., Isola, J., Yarden, Y., Szöllősi, J. és Vereb, G.: Hsp90 inhibitor 17-AAG reduces ErbB2 levels and inhibits proliferation of the trastuzumab resistant breast tumor cell line JIMT-1., Immunol Lett 104: 146-55, 2006
Nagy, P., Vereb, G., Damjanovich, S., Mátyus, L. és Szöllősi, J: Measuring FRET in flow cytometry and microscopy, pp. 12.8.1-13 in: Current Protocols in Cytometry suppl. 38., 2006
Szöllősi, J., Damjanovich, S., Nagy, P., Vereb, G. és Mátyus, L.: Principles of resonance energy transfer, pp. 1.12.1-16 in: Current Protocols in Cytometry suppl. 38., 2006
Kakuk, A., Friedlander, E., Vereb G,, Kasa, A., Balla, A., Balla, T, Heilmeyer, LM, Jr., Gergely, P., Vereb, G.: Nucleolar localization of phosphatidylinositol 4-kinase PI4K230 in various mammalian cells, Cytometry A 69(12):1174-83, 2006
Barok M, Isola J, Palyi-Krekk Z, Nagy P, Juhasz I, Vereb G, sr., Kauraniemi P, Kapanen A, Tanner M, Vereb G and others: Trastuzumab causes antibody-dependent cellular cytotoxicity-mediated growth inhibition of submacroscopic JIMT-1 breast cancer xenografts despite intrinsic drug resistance, Mol Cancer Ther; 6(7):2065-72., 2007
Zsebik, B., Symonowicz, K., Saleh, Y., Ziolkowski, P., Bronowicz, A. és Vereb, G.: Photodynamic therapy combined with a cysteine proteinase inhibitor synergistically decrease VEGF production and promote tumour necrosis in a rat mammary carcinoma., Cell Prolif 40: 38-49, 2007
Vereb G, Ujlaky-Nagy L, Friedländer E, Vámosi G, Szöllõsi J.: Fluorescence Correlation Spectroscopy of Living Cells, Mendez-Vilas A, Labajos-Broncano L, editors. Modern Research and Educational Topics in Microscopy. Volume 2, p 848-54, Formatex Microscopy Book Series 3. Badajoz, Spain, 2007
Friedländer E, Barok M, Szöllősi J, Vereb G.: ErbB-directed immunotherapy: Antibodies in current practice and promising new agents, Immunol Lett;116:126-140., 2008
Barok M, Balázs M, Nagy P, Rákosy Z, Treszl A, Tóth E, Juhász I, Park JW, Isola J, Vereb G, Szöllősi J: Trastuzumab decreases the number of circulating and disseminated tumor cells despite trastuzumab resistance of the primary tumor, Cancer Lett 260(1-2):198-208., 2008
Fazekas Z, Petrás M, Fábián Á, Pályi-Krekk Z, Nagy P, Damjanovich S, Vereb G, Szöllősi J.: Two-sided fluorescence resonance energy transfer for assessing molecular interactions of up to three distinct species in confocal microscopy, Cytometry A 73(3):209-19., 2008
Kakuk A, Friedländer E, Vereb G, Jr., Lisboa D, Bagossi P, Toth G, Gergely P, Vereb G.: Nuclear and nucleolar localization signals and their targeting function in phosphatidylinositol 4-kinase PI4K230, Exp Cell Res 314(13):2376-88., 2008
Roszik J, Szöllősi J, Vereb G.: AccPbFRET: an ImageJ plugin for semi-automatic, fully corrected analysis of acceptor photobleaching FRET images, BMC Bioinformatics 9(1):346., 2008
Petrás M, Lajtos T, Pintye E, Feuerstein BG, Szöllõsi J, Vereb G.: Significance of Epidermal Growth Factor Receptor in the Radiation Resistance of Glioblastoma Tumors, Radiation Damage in Biomolecular Systems. Volume CP 1080: American Institute of Physics p 204-217. ISBN 978-0-7354-0611-7/08, 2008
Fábián A, Barok M, Vereb G, Szöllősi J.: Die hard: are cancer stem cells the Bruce Willises of tumor biology?, Cytometry A 75(1):67-74., 2009
Roszik J, Lisboa D, Szöllősi J, Vereb G.: Evaluation of intensity-based ratiometric FRET in image cytometry--approaches and a software solution, Cytometry A 75:761-7, 2009
Vámosi, G. Damjanovich, S. Szöllõsi, J. Vereb, G.: Measurement of molecular mobility with fluorescence correlation spectroscopy, Curr Protoc Cytom Chapter 2 Unit2 15, 2009
Vereb, G. Matkó, J. Szöllõsi, J.: Cytometry of fluorescence resonance energy transfer, Essential Cytometry Methods 75:55-108, 2009
Barok, M. Balázs, M. Lázár, V. Rákosy, Z. Tóth, E. Treszl, A. Vereb, G. Colbern, G. T. Park, J. W. Szöllõsi, J.: Characterization of a novel, trastuzumab resistant human breast cancer cell line, Front Biosci (Elite Ed) 2:627-40, 2010
Szöõr, Á., Szöllõsi, J., Vereb, G.: Rafts and the battleships of defense: The multifaceted microdomains for positive and negative signals in immune cells, Immunol Lett 130:2-12., 2010
Ujlaky-Nagy, L., Szõör, Á., Szöllõsi, J., Vereb, G.: Low Amounts of EGF-Bound ErbB1 Induce Raft-Associated Higher Order Aggregation and Internalization of ErbB2 - A Fluorescence Correlation Spectroscopy Study, Cyoto2010 Seattle, WA, Lecture 67/ p. 131, 2010
Vereb, G., Petrás, M., Lajtos, T., Klekner, Á., Pintye, É., Feuerstein, B.G., Szöllõsi, J.: The ErbB1/EGFR - Integrin Beta 1 Axis: Evidence for Increased Molecular Association in Higher Grade Clinical Glioma Samples Leading to Enhanced Akt Activation and Improved Radiation Resistance, Cyoto2010 Seattle, WA, Lecture 69, p.132, 2010
Lisboa, D., Tóth, G., Szöllősi, J., Vereb, G.: Characterization of an ErbB2-TEToff repressible cell line as a possible model for testing ErbB2 targeted therapies, Cyoto2010 Seattle, WA, Poster 260 / p. 237, 2010
Lisboa, D., Domingo, B., Picazo, F., Llopis, J., Szöllősi, J., Vereb, G.: Fixation affects Fluorescent Proteins’ spectroscopic properties and renders FRET measurements unreliable, Cyoto2010 Seattle, WA, Poster 111 / p. 180, 2010



Back »