Lung cancer has the highest mortality of all cancer entities with 1.6 million deaths each year (The Cancer Genome Atlas Research, 2014). Despite substantial efforts and improvements in understanding the molecular underpinnings of lung cancer, the molecular heterogeneity of this disease renders treatment options insufficient for the majority of patients. Despite the availability of targeted drugs for specific patient subtypes such as those harboring defined driver mutations and the incorporation of immune-oncological treatment strategies, most patients experience resistance/relapse within several months to years. This exemplified the critical unmet medical need to identify alternative approaches for lung cancer treatment. As cancer develops by acquiring molecular capabilities that serve as milestones for carcinogenesis, an essential requirement for transformation is the sustained survival of cells despite the presence of cellular stress that impedes on their integrity. Blockade of programmed cell death not only protects cancer cells from self-inflicted death but also protects the tumors against the toxicity of many anti-cancer agents. Understanding the molecular mechanisms of programmed cell death and their blockade in cancer, therefore, provides an important avenue to explore for developing novel therapeutic strategies. Apart from apoptosis being the major form of programmed cell death, we are interested in investigating immunogenic cell deaths i.e. necroptosis whose role remains elusive in lung adenocarcinoma (LUAD). Necroptosis proceeds independent of caspases and occurs downstream of signaling through the death receptors such as tumor necrosis factor receptor (TNFR) or the Toll-like receptor (TLR) families, amongst others. One of the principal components of necroptosis, receptor-interacting protein kinase 3 (RIPK3), plays a vital role in inflammatory signaling and cell death pathways. In the framework of this thesis, a detailed investigation of the role of Ripk3 in lung tumorigenesis has been carried out. Using gene-targeted mouse models, primary murine and human lung cancer samples and available gene expression data sets, we set out to study the contribution of RIPK3 to pulmonary adenoma or adenocarcinoma formation. We found that Ripk3 is a tumor suppressor in murine lung tumorigenesis as it restricts tumor progression in Kras-driven tumors. Analogously, the analysis of TCGA gene expression data of LUAD patients indicates that RIPK3 expression reduces compared to healthy controls, an observation also confirmed by immunohistochemistry of human LUAD patient samples from tumor lesion at the protein level. To decipher the underlying mechanism, we find that Ripk3 leads to an immunogenic tumor microenvironment as Ripk3 drives immune cell (B cells and T cells) infiltration to rescue the tumor tissue. Moreover, Ripk3 deficiency leads to an increase in arginase1+ macrophages in the advanced stage. This may explain the increase in tumor burden (M2 pro-tumorigenic activity) as well as a decrease in T cell infiltration (arginase inhibits T cell propagation) in the lesion. Overall, this study determines the potential of RIPK3 as a tumor suppressor in lung tumorigenesis and sets the stage for future investigations into the capability of Ripk3 activator together with immunotherapy as therapeutics.      «

Lung cancer has the highest mortality of all cancer entities with 1.6 million deaths each year (The Cancer Genome Atlas Research, 2014). Despite substantial efforts and improvements in understanding the molecular underpinnings of lung cancer, the molecular heterogeneity of this disease renders treatment options insufficient for the majority of patients. Despite the availability of targeted drugs for specific patient subtypes such as those harboring defined driver mutations and the incorporation...     »

Unter allen Krebserkrankungen hat Lungenkrebs mit 1,6 Millionen Toten im Jahr die höchste Mortalität (The Cancer Genome Atlas Research, 2014). Trotz substantieller Bemühungen und wesentlicher Fortschritte im Verständnis der molekularen Grundlagen von Lungenkrebs bedingt die hohe Heterogenität an Mutationen oftmals den Misserfolg der zur Verfügung stehenden Behandlungsmöglichkeiten. Obwohl spezifische Medikamente für Patienten-Subtypen mit beispielsweise definierten Driver-Mutationen verfügbar sind und immuntherapeutische Strategien Eintritt in die Behandlung gefunden haben, erfahren ein Großteil der Patienten innerhalb von Monaten bis Jahren ein Rezidiv oder haben mit Resistenzen zu kämpfen. Da Krebs durch die Anhäufung von fehlregulierten Mechanismen entsteht, die als Meilensteine für die Tumorgenese dienen, ist das erhaltene Überleben von Zellen in Anwesenheit von zellulärem Stress, die deren Integrität beeinträchtigt, eine essentielle Voraussetzung für deren Entwicklung zu Tumorzellen. Die Blockade des programmierten Zelltods schützt die Tumorzellen nicht nur vor internen Faktoren, die zu Zelltod führen, sondern auch gegen externe Faktoren und die Toxizität vieler antitumoraler Agenzien. Ein besseres Verständnis von den molekularen Mechanismen des programmierten Zelltods und dessen Blockade in Krebs kann somit einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung von neuen therapeutischen Ansätzen leisten. Wir sind neben der Apoptose, der Hauptform des programmierten Zelltodes, interessiert an der Untersuchung des immunogenen Zelltods, zu dem unter anderem die Nekroptose gehört, dessen Rolle im Adenokarzinom der Lunge (LUAD) unklar ist. Nekroptose läuft unabhängig von Caspasen ab und findet nachgeschaltet an die Aktivierung von Todesrezeptoren wie zum Beispiel dem Tumornekrosefaktor-Rezeptor (TNFR) oder der Rezeptoren der Toll-like-Rezeptor-(TLR)-Familie statt. Eine der wesentlichen Komponenten von Nekroptose ist die receptor interacting protein kinase 3 (RIPK3), die eine unverzichtbare Rolle in den Signalwegen von Entzündung und Zelltod spielt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine detaillierte Analyse der Bedeutung von RIPK3 in der Tumorgenese der Lunge durchgeführt. Für diese Untersuchung des Beitrags von RIPK3 zur Entstehung von pulmonalen Adenomen und Adenokarzinomen werden genetisch-modifizierte Mausmodelle, Proben von primär murinen und humanen Lungenkarzinomen und öffentlich verfügbare Genexpressionsdatensätze herangezogen. Wir konnten zeigen, dass RIPK3 als Tumorsuppressor in der murinen Tumorgenese der Lunge insofern fungiert, als es die Tumorprogression in kras-getriebenen Tumoren hemmt. Analog zeigt eine Analyse der TCGA-Genexpressionsdaten von Lungenadenokarzinomen, dass die mRNA-Expression von RIPK3 im Vergleich zu gesunden Kontrollen vermindert ist. Dies ist eine Beobachtung, die mittels Immunhistochemie an humanen Lungenadenokarzinomen auf dem Proteinlevel bestätigt werden konnte. In Bezug auf den zugrunde liegenden Mechanismus konnten wir nachweisen, dass RIPK3 zu einem immunogenen Tumor-Microenvironment führt, indem es zur Rekrutierung von B- und T-Lymphozyten führt. Darüber hinaus führt die Abwesenheit von RIPK3 im fortgeschrittenen Stadium zu einem Anstieg an arginase1+ Makrophagen. Dies könnte den assoziierten Anstieg der Tumorlast (Tumorgenese-fördernde Aktivität von M2) und auch die Reduktion der T-Zell-Infiltration (Inhibition der T-Zell-Ausbreitung durch die Arginase) erklären. Insgesamt bekräftigt diese Studie das Potenzial von RIPK3 als Tumorsuppressor in der Tumorgenese des Adenokarzinoms der Lunge. Sie bietet eine Grundlage für zukünftige Untersuchungen in Bezug auf eine mögliche RIPK3-Aktivierung und immuntherapeutische Ansätze.      «

Unter allen Krebserkrankungen hat Lungenkrebs mit 1,6 Millionen Toten im Jahr die höchste Mortalität (The Cancer Genome Atlas Research, 2014). Trotz substantieller Bemühungen und wesentlicher Fortschritte im Verständnis der molekularen Grundlagen von Lungenkrebs bedingt die hohe Heterogenität an Mutationen oftmals den Misserfolg der zur Verfügung stehenden Behandlungsmöglichkeiten. Obwohl spezifische Medikamente für Patienten-Subtypen mit beispielsweise definierten Driver-Mutationen verfügbar si...     »