University of Veterinary Medicine Vienna Novel oncogenic roles of CDK8 and cyclin C PhD thesis - University of Veterinary Medicine Vienna – 2024 The full text is only available to university members. Please log in! Targeted therapy for cancer treatment involves precisely identifying and blocking molecules needed for tumor cell survival, proliferation, or dissemination. In recent years, cyclin-dependent kinases (CDKs) have become one focus in the search for targets which affect cancer cells while leaving healthy cells intact. CDKs are involved in a multitude of cellular processes including cell cycle regulation, transcription and epigenetic regulation. Cyclin C is a member of the transcriptional cyclin family and most well described as kinase-activating partner to CDK8. The CDK8-cyclin C kinase complex exerts pro- or anti-oncogenic functions depending on the cancer type. While a tumor suppressive role of CDK8/cyclin C has been reported in T-cell acute lymphoblastic leukemia (T-ALL), most studies point to a tumorigenic role of the CDK8-cyclin C kinase and several kinase inhibitors have entered clinical trials. In the first publication of this thesis, we investigated the effects of CDK8 ablation in triple-negative breast cancer (TNBC). Our data show that CDK8 promotes relapse after surgical tumor removal and allows TNBC cells to evade the immune system. Tumor intrinsic knockdown of CDK8 limited metastatic spread and prevented tumor regrowth after surgery. CDK8 regulates modulators of natural killer (NK) cell cytotoxicity in TNBC cells and impedes recognition of murine breast cancer cells by NK cells in vivo. In patients, high CDK8 levels inversely correlate with overall survival. Our study therefore identifies CDK8 as a pivotal tumor-intrinsic factor driving evasion of NK cell surveillance and suggests that targeting CDK8 in combination with surgical tumor resection could prevent relapse in TNBC patients. In the second part of this thesis, we focused on the role of cyclin C in B-ALL. Initial in silico results pointed to a role of cyclin C, but not CDK8 or its paralog CDK19, in the survival/proliferation of human B-lymphoblastic leukemia cells. We therefore investigated the potential of cyclin C as therapeutic target for B-ALL patients. Deletion of cyclin C in the hematopoietic system of transgenic mice is well tolerated, while BCR::ABL1+ leukemic cells showed an absolute dependency on cyclin C for disease maintenance in vivo. RNA sequencing identified p53 signaling as a cyclin C dependent pathway. Cyclin C deficient BCR::ABL1+ cells fail to recover from cellular stress, thereby positioning cyclin C as a possible new, attractive adjuvant target for combination with chemotherapy or radiotherapy. This thesis emphasizes the cancer type specific roles of CDK8 and cyclin C and elucidates novel functions in TNBC and B-ALL cells. PhD Arbeit - Veterinärmedizinische Universität Wien – 2024 Aus rechtlichen Gründen sind nicht alle Teile dieser Arbeit frei zugänglich. Der Zugriff auf den elektronischen Volltext ist auf Angehörige der Veterinärmedizinischen Universität Wien beschränkt. Bitte einloggen! Klassische Methoden der Krebsbehandlung schädigen häufig nicht nur Tumorzellen, sondern auch gesunde Körperzellen. Die zielgerichteten Krebstherapie verfolgt den Ansatz, molekulare Eigenschaften zu identifizieren, die spezifisch für das Zellwachstum sowie die Verbreitung von Tumorzellen nötig sind, um diese gezielt zu blockieren. Bei der Suche nach neuen Krebstherapien sind cyclin-abhängige Kinasen (CDKs, englisch cyclin-dependent kinases) zu einem Forschungsschwerpunkt geworden. CDKs sind an einer Vielzahl zellulärer Prozesse, wie der Steuerung von Zellzyklus und Transkription sowie epigenetischer Regulation, beteiligt. Cyclin C wird als aktivierender Partner von CDK8 zu den transkriptionellen Cyclinen gezählt und dem CDK8-Cyclin-C-Kinase-Komplex werden abhängig vom Krebstyp tumorsuppressive oder onkogene Funktionen zugeschrieben. Während bei akuter lymphatischer Leukämie (ALL) des T-lymphozytären Typs eine tumorunterdrückende Funktion beschrieben wurde, deutet die Mehrzahl der Studien auf eine onkogene Rolle für CDK8/Cyclin C hin, und mehrere CDK8-Inhibitoren befinden sich bereits in klinischen Studien. Im ersten Teil dieser Dissertation untersuchten wir den Einfluss von CDK8 auf triple-negativen Brustkrebs (TNBC, englisch triple-negative breast cancer). Wir konnten dabei zeigen, dass CDK8 die metastatische Fähigkeit von TNBC-Zellen fördert und ihnen ermöglicht, der Immunabwehr durch natürliche Killerzellen zu entgehen. Tumorzellintrinsische Deletion von CDK8 verringerte die Metastasierung und verhinderte einen Rückfall nach operativer Tumorentfernung. Bei TNBC-Patienten gab es eine negative Korrelation zwischen CDK8 und dem Gesamtüberleben. Unsere Studie konnte CDK8 als entscheidenden onkogenen Faktor in TNBC identifizieren und legt nahe, dass CDK8-gerichtete Therapien in Kombination mit chirurgischer Tumorentfernung einen Rückfall bei TNBC-Patienten verhindern könnten. Im zweiten Teil dieser Dissertation studierten wir die Rolle von Cyclin C in B-ALL. Erste In-silico-Ergebnisse deuteten auf eine entscheidende onkogene Funktion von Cyclin C, jedoch nicht seiner Partner-Kinase CDK8 oder ihres Paralogs CDK19, in humanen B-Zell-lymphoblastischen Leukämiezellen hin. Wir untersuchten daher, ob Therapien, die sich gegen Cyclin C richten, als neuer Ansatz in der Behandlung von BCR::ABL1-positiven B-ALL-Patienten geeignet wären. Während die Deletion von Cyclin C im hämatopoetischen System transgener Mäuse kaum zu Nebenwirkungen führte, konnten Cyclin C-defiziente transformierte Zellen keine Leukämie induzieren. Unsere Daten zeigten, dass der Verlust von Cyclin C zu einer Deregulierung des p53 Signalwegs in BCR::ABL1-positiven Zellen führt und diese die Fähigkeit verlieren sich von zellulärem Stress zu erholen. Dadurch definieren unsere Ergebnisse Cyclin C als vielversprechenden neuen Angriffspunkt für zielgerichtete Therapien, insbesondere in Kombination mit Chemotherapie oder Strahlentherapie. Zusammenfassend erörtert diese Dissertation neue, zellspezifische Funktionen von CDK8 und Cyclin C und zeigt potenzielle therapeutische Ansatzpunkte für die Bekämpfung von TNBC- und B-ALL-Zellen auf. https://phaidra.vetmeduni.ac.at/o:5348 en TEXT Dissertation Dissertation Tesi di dottorato Documento PDF Tesi di dottorato Text Dissertation Text Dissertation 2024 2024 Jana Trifinopoulos Veronika Sexl Dagmar Gotthardt Thomas Decker