Grundlagen der Apoptose

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Grundlagen der Apoptose
Agenda
• Was ist Apoptose?
(Morphologische u. biochemische Charakteristika)
• Molekulare Grundlagen
(pro- u. anti-apoptotische Mechanismen)
• Apoptose-Signalkaskade
intrinsisch / extrinsisch
• Physiologische u. pathologische Funktionen
• Apoptose in Tumor- und anderen Erkrankungen
Zwei Arten von Zelltod
Zwei Arten von Zelltod
Nekrose
Apoptose
• Zellen schwellen an
• Kern schwillt an
• Vakuolen
• Zellen schrumpfen
• Chromatin kondensiert
• „Membrane blebbing“
• Immunantwort
(Entzündungsreaktion)
• „reguläre“ Phagozytose
• keine Immunantwort
Autophagie
Nekrose
Apoptose
Charakteristika der Apoptose
Morphologische:
•
•
•
•
•
•
„Membrane Blebbing“
Chromatin-Kondensation
Nukleäre Fragmentierung
Verlust der Adhäsion, Abrundung
Zelle schrumpft
Apoptotische Körperchen
(„apoptotic bodies“)
• Phagozytose (Absorption) durch
Macrophagen oder benachbarte Zellen
Biochemische:
• Spaltung genomischer DNA
-> „DNA-Leiter“
• Externalisierung von Phophatidylserin
• Proteolytische Spaltung intrazellulärer
Substrate
• Aktivierung distinkter Proteasen
(Caspasen: Aspartat spezifische
Cysteinyl-Proteasen)
Charakteristika der Apoptose
Morphologische:
•
•
•
•
•
•
„Membrane Blebbing“
Chromatin-Kondensation
Nukleäre Fragmentierung
Verlust der Adhäsion, Abrundung
Zelle schrumpft
Apoptotische Körperchen
(„apoptotic bodies“)
• Phagozytose (Absorption) durch
Macrophagen oder benachbarte Zellen
Biochemische:
• Spaltung genomischer DNA
-> „DNA-Leiter“
• Externalisierung von Phophatidylserin
• Proteolytische Spaltung intrazellulärer
Substrate
• Aktivierung distinkter Proteasen
(Caspasen: Aspartat spezifische
Cysteinyl-Proteasen)
2.2 µm
Charakteristika der Apoptose
Morphologische:
•
•
•
•
•
•
„Membrane Blebbing“
Chromatin-Kondensation
Nukleäre Fragmentierung
Verlust der Adhäsion, Abrundung
Zelle schrumpft
Apoptotische Körperchen
(„apoptotic bodies“)
• Phagozytose (Absorption) durch
Macrophagen oder benachbarte Zellen
Biochemische:
• Spaltung genomischer DNA
-> „DNA-Leiter“
• Externalisierung von Phophatidylserin
• Proteolytische Spaltung intrazellulärer
Substrate
• Aktivierung distinkter Proteasen
(Caspasen: Aspartat spezifische
Cysteinyl-Proteasen)
Charakteristika der Apoptose
Morphologische:
•
•
•
•
•
•
„Membrane Blebbing“
Chromatin-Kondensation
Nukleäre Fragmentierung
Verlust der Adhäsion, Abrundung
Zelle schrumpft
Apoptotische Körperchen
(„apoptotic bodies“)
• Phagozytose (Absorption) durch
Macrophagen oder benachbarte Zellen
Biochemische:
• Spaltung genomischer DNA
-> „DNA-Leiter“
• Externalisierung von Phophatidylserin
• Proteolytische Spaltung intrazellulärer
Substrate
• Aktivierung distinkter Proteasen
(Caspasen: Aspartat spezifische
Cysteinyl-Proteasen)
!Agarosegel
Internukleosomale DNA-Spaltung
Chromatin-Organisation
DNA Doppelhelix
Nukleosomales Filament
Chromatin Filament
Übergeordnete Strukturen
Internukleosomale DNA-Spaltung
D
! NA-Spaltstellen von Endonukleasen
A
! garosegel
Physiologische Rolle der Apoptose
A.
B.
C.
D.
E.
F.
B
Formgebung
Deletion überflüssiger Strukturen
Kontrolle der Zellzahl (cell turnover)
Eliminierung autoreaktiver Thymozyten
Regulation der Immunantwort
Eliminierung von Tumorzellen
und virusinfizierter Zellen
Müllerian
duct
Wolffian
duct
A
C
apoptotisch cells
3 - 5 days
Deletion unerwünschter Zellen:
Stem cells
Rolle der Apoptose
Physiologische Rolle der
Apoptose ...
1.
2.
3.
... während der
Embryonalentwicklung
... (in Vertebraten) bei der
Homöostase
(Erhalt der Gewebsstruktur)
... im Immunsystem
negative Selektion
Regulation der Immunantwort
Deletion infizierter und
abnormer Zellen
Pathophysiologische Rolle der
Apoptose...
... bei unzureichender Apoptose ...
1.
2.
3.
... Autoimmunerkrankungen
... Krebs
... Virusinfektion
... bei übermäßiger Apoptose ...
1.
2.
3.
... AIDS
... Schlaganfall
... bei neurodengenerativen
Erkrankungen
- Alzheimer
- Parkinson
- Retinitis Pigmentosa
Homöostase
Leben
Differenzieren
Teilen
Sterben
Teile
en
Sterb
n
Homöostase
Leben
Differenzieren
Teilen
Sterben
Sterben
Teilen
Gleichgewicht
Physiologische Rolle:
Embryonalentwicklung
Fuß eines Mäuseembryos.
Die Ausbidung der Extremitäten beginnt bei den meisten Säugetieren als “Flosse” ohne Finger
oder Zehen.. Kurz darauf entstehen Bereiche apoptotischer Zellen (interdigitale apoptotische
Regionen) - zwischen den Bereichen, welche die Finger oder Zehen bilden werden. Diese
sterbenden Zellen werden von Makrophagen aufgenommen, die zu diesen Bereichen wandern
(grün). Zurück bleiben die zukünftigen Zehen bzw. Finger.
Physiologische Rolle: Phagozytose
Apoptose-Signale
Intrinsische Signale
Extrinsische Signale
(Die Zelle detektiert selbst, daß
sie überflüssig oder schädlich ist.)
(Die Zelle erhält ein Aktivierungssignal für Apoptose.)
• Stress (Reaktive Sauerstoffverbindungen “ROS”, Ca2+, pH,
ATP-Level, Glukose-Level)
• Chemotherapeutische Agentien
• UV-Strahlen > DNA-Schaden
• Entzug von Wachstumsfaktoren
• Entzug von Überlebensfaktoren
(Anoikis = Verlust der Adhäsion an die
extrazelluläre Matrix)
• Todesliganden (Death Ligands)
Apoptose-Mechanismen
Wurm (Nematode)
Fruchtfliege
C. elegans
Caenorhabditis elegans
Drosophila
Drosophila melanogaster
Invertebraten
C. elegans besteht aus
1090 somatischen Zellen,
131 Zellen sterben durch
Apoptose, so daß 959
Zellen den voll entwickelten Wurm bilden.
Mensch
Homo sapiens
Vertebraten
Apoptose-Mechanismen
Wurm (Nematode)
Fruchtfliege
C. elegans
Caenorhabditis elegans
Drosophila
Drosophila melanogaster
Invertebraten
C. elegans besteht aus
1090 somatischen Zellen,
131 Zellen sterben durch
Apoptose, so daß 959
Zellen den voll entwickelten Wurm bilden.
Mensch
Homo sapiens
Vertebraten
Apoptose-Mechanismen
Wurm (Nematode)
Fruchtfliege
C. elegans
Caenorhabditis elegans
Drosophila
Drosophila melanogaster
Invertebraten
C. elegans besteht aus
1090 somatischen Zellen,
131 Zellen sterben durch
Apoptose, so daß 959
Zellen den voll entwickelten Wurm bilden.
Mensch
Homo sapiens
Vertebraten
Apoptose-Mechanismen
Wurm (Nematode)
Fruchtfliege
C. elegans
Caenorhabditis elegans
Drosophila
Drosophila melanogaster
Invertebraten
Einfaches Modell
- evolutionär einfacher,
prototypischer Organismus
oder
- stark komprimierte oder
vereinfachte Version eines
komplexeren Organismus.
Komplexes Modell
Mensch
Homo sapiens
Vertebraten
Komplexeres Modell
Apoptose: Evolutionäre Konservierung
Vertebraten
EGL-1
CED-9
Adapter
CED-4
Effektor
Intrazelluläre Membran
Caenorhabditis elegans
Rezeptor
Mitochondrium
Bcl-2
Plasmamembran
Bik
CD95
Bad
Apaf-1
FADD
CED-3
Caspase-9
Caspase-8
Apoptose
Apoptose
Apoptose
intrinsisch
extrinsisch
Caspasen
•
Erstmals 1992 beschrieben (ICE: Interleukin-1β Converting Enzyme)
•
Identifizierung von CED-3 in C. elegans - notwendig für Apoptose ist identisch mit ICE
Familie der Cystein-Proteasen, spalten nach Aspartat (Cysteinyl-Aspartasen)
1994 erste Struktur veröffentlicht
•
•
S
Caspase-4
CARD
L
S
Caspase-1
CARD
L
S
Caspase-7
L
S
Caspase-3
L
S
Caspase-6
L
S
L
S
L
S
L
S
L
S
L
S
Caspase-8
Caspase-10
Caspase-9
Caspase-2
Caspase-14
DED
DED
DED
DED
CARD
CARD
Differenzierung von
Keratinozyten ?
CARD: Caspase recruiting domain
DED: death effector domain
L: large subunit
S: small subunit
Exekution
L
Induktion
CARD
?
Caspase-5
Inflammation
Humane Caspasen
Caspasen - in anderen Organismen
Mensch und Maus
Caspase-1
Caspase-2
Caspase-3
Caspase-4
Caspase-5
Caspase-6
Caspase-7
Caspase-8
Caspase-9
C. elegans
CED-3
CSP-1
CSP-2Drosophila Caspases
Drosophila melanogaster
DAMM
DCP-1
DECAY
DREDD
DrICE
DRONC
STRICA
Caspase-10
Zebrafisch
Caspase-11
Caspy-1
Caspy-2
Casp-3
Casp-8
Caspase-12
Caspase-14
DED
CARD
Death effector domain
Caspase recruitment domain
Pyrin
Pyrin
Pyrin
Pyrinreiche Domäne / DAPIN
unbekanntes Motif
Aktivierung von Caspasen
Inaktives Zymogen
(Pro-Caspase-1)
Prodomäne
His-Cys Diade
SHG QACRG
p20
p10
identische oder
andere Caspase
Autoproteolyse
des Intermediates
p10
p20
Prodomäne
p10
Prodomäne
Aktive Caspase-1
(p20/p10)2
Tetramer
Caspase-9
Caspase-9
Substratspezifität von Caspasen
Tetrapeptid-Substratspezifität
(P4-P3-P2-P1)
Asp an P1
Apoptose-Signalkaskade
Apoptosesignal
InitiatorCaspase
D
D
D
D
Caspase-8
Caspase-9
Caspase-3
Caspase-6
Caspase-7
EffektorCaspase
Spaltung von Substraten
D
D
D
A) Auflösung
B) Chromatinkondensation C) Inaktivierung von
der Zellstruktur DNA-Fragmentierung
DNA-Reparatur und
Überlebensproteinen
Caspase-Kaskade
Caspase-9
Caspase-7
Caspase-3
Caspase-6
Caspase-8
Caspase-2
Caspase-10
Caspase-Substrate
Inaktivierung von Apoptoseinhibitoren:
CAD/ICAD
CAD
Degradation intrazellulärer Strukturen:
Deregulation von Aktivitäten:
+
+
Regulation
Katalyse
on
i
t
a
gul
e
R
Ka
tal
yse
Chromatinkondensation und
DNA-Fragmentierung
Casp3(-/-)
WT
Con
ETO
DOX
TNF
Con
ETO
0 24 0 6 12 18 24
Con
ETO
0 24 0 6 12 18 24
Intrinsische Regulation
Dimerisierung
Regulation
Porenbildung
Membrananker
BH1
BH2
TM
Bcl-xL
Bcl-w
Mcl-1
A1/Bfl1
Boo/Diva
Nrf3
BH1
BH2
TM
Bak
Bok/Mtd
TM
Bad
Bik
Blk
Bmf
Hrk/DP5
Bnip3
Nix
Noxa
Puma
Anti-apoptotische Bcl-2 Proteine
Bcl-2
BH4
BH3
Pro-apoptotische Bcl-2 Proteine
Bax
BH3
“BH3-only”
Bim
BH3
Bid
BH3
Entscheidung am Mitochondrium
Freisetzung von
Cytochrom c
Apoptose
Cytochrom c als Signalprotein
Pro-apoptotische
Pro-apoptotische
Bcl-2 Proteine
Anti-apoptotische
Anti-apoptotische
Bcl-2 Proteine
Bcl-2
Bcl-xL
Bcl-w
Mcl-1
Bax
Bak
Bak
BH3-only
Bik
tBid
Bim
BIk
Puma
Bax
Bcl-2
Bcl-xL
Cyt C
Mitochondrium
Cytochrom c als Signalprotein
Pro-apoptotische
Pro-apoptotische
Bcl-2 Proteine
Anti-apoptotische
Anti-apoptotische
Bcl-2 Proteine
Bcl-2
Bcl-xL
Bcl-w
Mcl-1
Bax
Bak
Bax
BIM
Bcl-xL
BIK
Bcl-2
BH3-only
Bik
tBid
Bim
BIk
Bak
Puma
Wechselwirkung der BH3-only Proteine
Cytochrom c-Freisetzung
GFP-Cyt c
Annexin-V
DNA-dye
Das Apoptosom
Stress
Anti-apoptotische
Anti-apoptotische
Bcl-2 Proteine
Cytochrom c
pro-caspase-9
Mitochondrium
Apaf-1
Apaf-1
Pro-apoptotische
Pro-apoptotische
Bcl-2 Proteine
Apoptose
Caspase-3
Caspase-7
Caspase-6
APOPTOSOM
Das Apoptosom
Stress
IAPs
Anti-apoptotische
Anti-apoptotische
Bcl-2 Proteine
Cytochrom c
pro-caspase-9
Mitochondrium
Apaf-1
Apaf-1
Pro-apoptotische
Pro-apoptotische
Bcl-2 Proteine
Apoptose
Apoptose
Caspase-3
Caspase-7
Caspase-6
APOPTOSOM
Das Apoptosom
Smac/DIABLO
Smac/DIABLO
Stress
IAPs
Anti-apoptotische
Anti-apoptotische
Bcl-2 Proteine
Cytochrom c
pro-caspase-9
Mitochondrium
Apaf-1
Apaf-1
Pro-apoptotische
Pro-apoptotische
Bcl-2 Proteine
Apoptose
Apoptose
Caspase-3
Caspase-7
Caspase-6
APOPTOSOM
Aktivierung von Apaf-1
Das Apoptosom
Zusammenfassung
•
•
•
•
•
•
•
Effektor-Caspasen werden durch limitierte Proteolyse von InitiatorCaspasen aktiviert.
Das Mitochondrium ist zentrale Regulationsstelle des intrinsischen
Signalweges.
Bcl-2 Familien Proteine regulieren die Freisetzung von Cytochrom c.
Die Freisetzung von Cytochrom c initiiert die Bildung des Apoptosoms.
Das Apoptosom wird von Apaf-1/Cyt c/Caspase-9 unter Mitwirkung von
dATP gebildet.
Caspasen werden durch IAPs inhibiert (xIAP inhibiert Caspase-9 und -3).
Smac/DIABLO inaktivert (x)IAP und aktiviert somit Caspase-9 und -3.
Rezeptor-vermittelte Apoptose
TNF und die TNF-Rezeptor
TNF-Rezeptor--Familie
CD95L
FasL
APO-1L
Apo2L
TRAIL
LIGHT
HVEML
Apo3L
TWEAK
TNFα LTα LTα/LTβ
BLyS
BAFF
THANK OPGL
TALL-1 TRANCE gp39
CD27L
GITRL 4-1BBL
APRIL
RANKL CD40LCD30L CD70
gp34
OX-40L NGF
?
CD95
Fas
APO-1
DR6
OPG DR3
TNF-RII
TR1 APO-3
CD120b
wsl-1
TRAMP
LT-βR
DR5
DcR2
LARD FN-14 TNF-RI
TRAIL-RII
CD120a
AIR
TRICK2
Killer
DR4
TRAIL-RI
APO-2
DcR3
TR6
DcR1
TRID
HVEM
ATAR
TR2
DcR3
TR6
BCMA
TACI
RANK OPG CD40 CD30 CD27
TR1
GITR 4-1BB
Viral:
OX-40 NGF-R
SFV-T2
Va53
G4RG
crmB
Rezeptor-vermittelte Apoptose
Der Todesligand und die TodesrezeptorTodesrezeptor-Familie
CD95L (FasL/APO-1L) Apo2L/TRAIL
Apo3L
TNFα
LTα
OPG
CD95
DcR3
DR4
DR5
DcR1
DcR2
DR3
FN-14
TNF-RI TNF-RII
Rezeptor-vermittelte Apoptose
Ligand
DD
DD
Todesrezeptor
DD: Death Domain
Rezeptor-Trimerisierung
Rezeptor-vermittelte Apoptose
Ligand
Rezeptor-Trimerisierung
DISC
Death Inducing
Signalling Complex
FADD
Caspase-8
DD: Death Domain
DD
FADD: Fas Associated protein with Death Domain
DED
DED: Death Effector Domain
Pro-caspase-8
DED
DED
„Auto-Aktivierung“ von Caspase-8
Ligand
DED
Rezeptor-Trimerisierung
DED
DED
FADD
DED
Cys
Cys
„Induced proximity“
Modell
Caspase-8
Rezeptor-vermittelte Apoptose
Ligand
Rezeptor-Trimerisierung
DISC
Death Inducing
Signalling Complex
FADD
Caspase-8
aktive Caspase-8
Rezeptor-vermittelte Apoptose
Ligand
Rezeptor-Trimerisierung
DISC
FADD
Death Inducing
Signalling Complex
Caspase-8
aktive Caspase-8
Aktivierung von
Caspase-3 / -6 / -7
Apoptose
Rezeptor-vermittelte Apoptose
TNF
FasR
TNF-R1
TRADD
FADD
Caspase-8/-10
Caspase-10
Caspase-8
FADD
Kinase Domäne
TRADD
RIP
RAIDD
Caspase-2
FasL
Intrinsisch vs. Extrinsisch
Apaf-1
Caspase-9
Adapter
FADD
Initiator
Caspase-8
Apoptosom
DISC
Effektor
Caspase-3 / -6 / -7
Verknüpfung der Signalwege: BID
tBid
Apaf-1
Caspase-9
Bid
Apoptosom
DISC
Effektor
Caspase-3 / -6 / -7
Caspase-Kaskade
Caspase-9
Caspase-7
Caspase-8
Caspase-3
Mitochondrium
Caspase-6
Caspase-2
tBid
Bid
Caspase-8
Caspase-10
Zusammenfassung
•
•
•
•
•
Rezeptor-vermittelte Apoptose wird durch den entsprechenden Liganden
induziert
(CD95/Fas/Apo1 - CD95L/FasL/Apo1L; TNF-R - TNF; TRAIL-R - TRAIL)
CD95 trimerisiert und ermöglicht die Bindung von FADD an die
intrazelluläre Todesdomäne (DD)
Caspase-8 bindet über die DED an den FADD/Rezeptor-Komplex und bildet
den DISC
Caspase-8 wird autoproteolytisch gespalten und aktiviert EffektorCaspasen
Bid wird von Caspase-8 zu tBid gespalten, das den mitochondrialen
Apoptose-Signalweg aktivert (Amplifikation des Rezeptor-Signals)
Apoptose-Signalweg
Post-translationaler Signalweg
der überwiegend auf
spezifischer limitierter Proteolyse
beruht!
Physiologische Rolle des
CD95 Rezeptor-Ligand Systems
Immunsystem
- Herunterregulation der Immunantwort
- Erhalt der peripheren Toleranz
- Aktivität zytotoxischer T-Zellen
- Mechanismen der Immunprivilegierung
(Auge, Hoden, Plazenta)
Nicht-Immunsystem
- Gewebshomöostase
- Erneuerung des Epithelgewebes
- Keratinocyten-Erneuerung
- Tumor-Immunüberwachung
Aktivierungsinduzierter Zelltod
von T-Lymphozyten
CD95
Klonale
Expansion
CD95L
Zellzahl
Deletion
MHC
TCR
autokrin
AG
CD95L
3
6
9
parakrin
12
CD95L
Tage
Caspasen
Rolle von CD95 für
immunprivilegiertes Gewebe
Normales Gewebe
Immunprivilegierte Seite
Zytotoxische T-Zelle
Zytotoxische T-Zelle
CD95
CD95L
Apoptose
CD95L Gen
CD95L
T-Zell-Rezeptor
CD95
CD95L
CD95
MHC/Antigen
Apoptose
Zielzelle
CD95L Gen
Zielzelle
Rolle von CD95
Tumor-Gegenangriff
Normales Gewebe
Immunprivilegierte Seite
Zytotoxische T-Zelle
Zytotoxische T-Zelle
CD95
CD95L
Apoptose
CD95L Gen
CD95L
T-Zell-Rezeptor
CD95
CD95L
CD95
MHC/Antigen
Apoptose
Zielzelle
CD95L Gen
Tumorzelle
Apoptosemodulation durch
intrazelluläre Bakterien
Salmonella
Shigella
Yersinia
YopJ/P
SipB
IpaB
TRAF-2
RIP
Procaspase-1, -2
Aktive
Caspase-1, -2
IκB Kinase
NF-B
Apoptose
Zytokine
Apoptose
Überlebensgene
Virale Strategien zur Apoptosemodulation
Viren nutzen anti-apoptotische Moleküle,
um die Apoptose der Wirtszelle zu blockieren.
•
•
Virale Caspase-Inhibitoren
CrmA (Kuh-Pockenvirus)
p35 (Baculovirus)
Virales Flip (v-Flip) analog zu
zellulärem (c-Flip)
Virales Flip
Ligand
DED
Rezeptor-Trimerisierung
DED
DED
FADD
DED
Caspase-8
Cys
Cys
FADD
Virales Flip
Ligand
DED
v-Flip
DED
DED
Rezeptor-Trimerisierung
FADD
DED
v-Flip
c-Flip (long)
FADD
c-Flip (short)
Caspase-8
Cys
X
Cys
CrmA
(Cytokine Response Modifier A)
Virale Strategien zur Apoptosemodulation
Viren nutzen anti-apoptotische Moleküle,
um die Apoptose der Wirtszelle zu blockieren.
•
•
•
•
Virale Caspase-Inhibitoren
CrmA (Kuh-Pockenvirus)
p35 (Baculovirus)
Virales Flip (v-Flip) analog zu
zellulärem (c-Flip)
Virale IAPs (erstes gefundenes IAP)
Virale Bcl-2 Homologe
Apoptoseresistenz von Tumoren
Expression anti-apoptotischer Proteine
Modulation des p53-Signalweges
Bcl-2 Familien Proteine
Bcl-2
Bcl-xL
Mcl-1
p53
Lösliche Todesrezeptoren
Soluble CD95
DcR3
Modulation des PI3K/Akt-Signalweges
IAPs
Survivin
cIAP2
ML-IAP
Flip
INK4A/ARF
ASPP
PI3K
PTEN
AKT
PI-9/SPI-6
Unterdrückung pro-apoptotischer Proteine
Weitere Mechanismen
Bcl-2 Familien Proteine
Expression von Transportern:
Bax,
Nbk
Apaf-1
Änderung der NF-κB Aktivität
Caspasen
Caspase-3
Caspase-8
Todesrezeptoren
CD95
TRAIL-1
TRAIL-R2
Extrazelluläre Matrix
MDR
MRPs
Tumorresistenz gegen Chemotherapie
Anthracycline
MDRÜberexpression
Bcl-2Überexpression
Methotrexate
Topoisomeraseinhibitoren
Akkumulation
Primärziele
Apoptose
Cytarabin
Nukleus
γ-Bestrahlung
Chemotherapeutika
Caspasen
DNA Schaden
Mitochondrium
PUMA
Pro-apoptotische
Bcl-2-Proteine
Cytochrom cFreisetzung
TRAIL ist nicht toxisch
für normale humane Zellen
Brustepithel
Lungenfibroblasten
Skelettmuskulatur
Nierenepithel
Relatives Überleben
Brustadenokarzinom
Astrocyten
Der Todesligand TRAIL und seine
Perspektive in der Krebstherapie
Charakteristika des TRAIL-Systems
•
keine in vivo Toxizität (Tiermodelle)
Mausmodell: Belastbarkeit bis 30 mg/kg/Tag
Primatenmodell: Belastbarkeit bis 10 mg/kg/Tag
(höhere Belastbarkeit nicht ausgeschlossen)
•
keine Immunogenität
•
wirksam gegen ca. 50% der getesteten
Tumortypen (Zellinienmodell)
•
starke Synergieeffekte in Kombination mit
Chemo- und Strahlentherapie
•
Pharmakokinetik T1/2 im Plasma 32 min
(Primatenmodell: Cynomolgus Affen)
DR
6
TR
A
IL
-R
1
TR
AI
LR2
CD
95
TR
AM
P
TN
FR1
Die Todesrezeptoren
Apoptose-Assoziierte Therapeutika
Zielprotein
Company
TRAIL-R1
Principle /
compound
activation,
single-chain
monoclonal
antibody
Code
Name
TI-1, TI-2
Effects
Caspases
Caspase
inhibitor
Idun
IDN-5370
IDN-1965
-protective towards apoptosis in cortical- and synaptic
neurons
-reduces infarct size in a rodent ischemia/reperfusion
model
-protects from CD95-induced death and liver damage in
murine systems
Caspases
Caspase
inhibitor
Vertex
VX-799
-a potent small molecule caspase inhibitor
-VX-799 is effective in several animal models of bacterial
sepsis
-clinical trials in preparation
Caspase-3
selective
caspase-3
inhibitor
Merck
Frosst
MF-286
MF-867
-highly selective caspase-3 dipeptide inhibitor
-IC50 value: 6 nM, strongly reduces mortality in sepsis
models
Caspase-3
caspase-3 linked
to an antibody
Immunex
Bcl-2
as 18-meroligonucleotide
Genta Inc.
Survivin
antisense
oligonucleotides
Isis
Cambridge
Antibody
Techn.
Group
- Application of anti-TRAIL receptor 1 scFv monoclonal
antibodies for treatment of human cancers
- 6 lead mAbs were identified and shown to induce
apoptosis in tumor cell lines with IC50 values from 1.5 to
73 nM.
- caspase-3 linked to the antibody Herceptin tested in
animal tumor models
G-3139
Genasense
-promising phase I/II results in combination with
chemotherapy
-in phase III trials for malignant melanoma
Induction of apoptosis in most tumor cell lines
Literatur
•
„Caspases, executioners of apoptosis,“ Gerry M. Cohen, Biochem J (1997)
•
„The protein structures that shape caspase activity, specifity,
activation and inhibition“, Pablo Fuentes-Prior and Guy S. Salvesen, Biochem J (2004)
•
„Ways of dying: multiple pathways to apoptosis,“ Jerry M. Adams, Genes Dev (2003)
•
„The Bcl-2 family: roles in cell survival and oncogenesis“, Suzanne Cory, David CS
Huang and Jerry M. Adams, Oncogene (2003)
•
„The domains of Apoptosis.“ John C. Reed, Kutbuddin S. Doctor and Adam Godzik;
Science‘s stke (2004)
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