Onderzoek Margarida Florindo Espadinha

Abstract

Dipeptidyl-peptidase 9 (DPP9) is een proline-selectief serineprotease dat behoort tot de peptidase S9-familie. De afgelopen jaren is aangetoond dat remming van DPP9 pyroptose veroorzaakt, selectief in acute myeloïde leukemiecellen. Pyroptose is een lytische vorm van geprogrammeerde celdood, die vooral in immuuncellen is waargenomen. Het proces recruteert en activeert doorgaans andere immuuncellen en ontstekingsmediatoren, waardoor een plaatselijke activering van het aangeboren immuunsysteem ontstaat. Dit is zeer aantrekkelijk voor de behandeling van leukemie, omdat de immuunrespons op leukemische cellen doorgaans ernstig verzwakt is. Recent mechanistisch inzicht suggereert dat natuurlijk DPP9 pyroptose onderdrukt door een stabiliserende eiwit-eiwitinteractie (PPI) met de NLRP1-ontstekingssensor. Bovendien heeft DPP9-remming met kleine moleculen slechts een licht destabiliserend effect op de [DPP9-NLRP1] PPI. Dit voorstel suggereert de gerichte klaring van DPP9 uit het cytoplasma in acute myeloïde leukemiecellen om pyroptose te veroorzaken door verbeterde NLRP1-activering. PROTAC's en AUTAC's zijn heterobifunctionele moleculen die de afbraak van een interessant eiwit (POI) bemiddelen door respectievelijk het eigen proteasoom- en autofagische systeem van de cel te kapen. In dit project wordt de implementatie voorgesteld van PROTAC- en AUTAC-technologieën voor gerichte klaring van DPP9 en de daaruit voortvloeiende pyroptose-inductie in acute myeloïde leukemiecellijnen. PROTAC- en AUTAC-moleculen zullen worden ontworpen en gesynthetiseerd, gevolgd door in vitro evaluatie van hun celpermeabiliteit, DPP9-betrokkenheid, DPP9-klaringspotentie en -selectiviteit, en dosis-/tijdsafhankelijkheid van DPP9-klaring. Bovendien zal een vergelijking van de pyroptose-signaturen van PROTACs, AUTACs en DPP9-remmers worden uitgevoerd. Over het geheel genomen kan dit voorstel een superieure therapeutische strategie bieden voor AML en andere soorten kanker.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Van Der Veken Pieter
• Co-promotor: Martinet Wim
• Mandaathouder: Florindo Espadinha Margarida

Onderzoeksgroep(en)

• Medicinale chemie (UAMC)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dipeptidyl-peptidase 9 (DPP9) is een post-proline klievend serineprotease. Het komt voor in het cytosol van verschillende celtypen. De laatste tijd is er grote interesse in de rol van DPP9 in immunologische en oncologische processen, omdat werd aangetoond dat DPP9-remming een pro-inflammatoir type celdood (pyroptosis) veroorzaakt, selectief in myeloïde leukemiecellen. Pyroptose is een lytische vorm van geprogrammeerde celdood, die vooral is waargenomen in immuuncellen. Het proces rekruteert en activeert doorgaans andere immuuncellen en ontstekingsmediatoren, waardoor het aangeboren immuunsysteem lokaal wordt geactiveerd. Dit is vooral aantrekkelijk voor de behandeling van leukemie, omdat de immuunrespons op leukemische cellen doorgaans ernstig onderdrukt is. Ter illustratie: veelbelovende resultaten van DPP9-remming werden getoond in diermodellen van acute myeloïde leukemie (AML). Bovendien is het potentieel van pyroptose recentelijk aangetoond in veel andere kankerceltypen, wat mogelijkheden biedt om door DPP9 gemedieerde pyroptose ook in andere domeinen van de oncologie te bestuderen. Recent mechanistisch inzicht in de rol van het enzym bij pyroptose suggereert dat native DPP9 pyroptose onderdrukt door een stabiliserende eiwit-eiwitinteractie (PPI) met de NLRP1-ontstekingssensor. Omgekeerd bleek remming van DPP9 door kleine moleculen het [DPP9-NLRP1]-complex te verstoren, waardoor NLRP1-activering op gang kwam. Dit leidt tot caspase-1-activering, cytokine-rijping en pyroptose. Deze bevinding vormt de basis voor de hoofdhypothese van dit project, namelijk dat gerichte klaring van DPP9 uit het cytoplasma pyroptose veroorzaakt in acute myeloïde leukemiecellen door verbeterde NLRP1-activering. Bovendien zou DPP9-klaring bijzonder efficiënt kunnen zijn bij pyroptose-inductie in vergelijking met DPP9-remming: de laatste heeft volgens de huidige inzichten slechts een licht destabiliserend effect op de [DPP9-NLRP1] PPI.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Van Der Veken Pieter
• Mandaathouder: Florindo Espadinha Margarida

Onderzoeksgroep(en)

• Medicinale chemie (UAMC)

Project type(s)

• Onderzoeksproject