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Survivin

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
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Andere Namen

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Eigenschaften des menschlichen Proteins

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Masse/Länge Primärstruktur 142 Aminosäuren

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Sekundär- bis Quartärstruktur Homodimer

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Kofaktor

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Präkursor

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Isoformen 7

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Bezeichner
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Arzneistoffangaben
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Vorkommen
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{{#if:Protein BIRC5 PDB 1e31.png||}}

Survivin, auch als BIRC5 oder API4 bezeichnet, ist ein Apoptose-hemmendes Protein, welches im Wesentlichen nur von Krebszellen produziert wird. Das Tumorantigen<ref>uni-protokolle.de: Jürgen C. Becker prüft Immuntherapien gegen Krebs. Abgerufen am 3. September 2007</ref> wird auch „Überlebens-Protein“ genannt. Daraus leitet sich auch der aus dem Englischen stammende Name – to survive (überleben) – ab.<ref>scinexx: Arrest in der Krebszelle. vom 26. Januar 2008.</ref>

Da Survivin im adulten Körper im Wesentlichen nur in Malignomen und nicht im Normalgewebe zu finden ist und es eine große Bedeutung für die Apoptoseregulation in transformierten Zellen aufweist, wurde es schon kurz nach seiner Entdeckung als potenzieller Biomarker für die Diagnostik und Prognose von Krebserkrankungen, sowie als mögliches Target in der Krebstherapie vorgeschlagen.<ref name="PMID12509766">D. C. Altieri: Validating survivin as a cancer therapeutic target. In: Nat. Rev. Cancer 3, 2003, S. 46–54, PMID 12509766.</ref><ref>A. D. Schimmer: Inhibitor of apoptosis proteins: translating basic knowledge into clinical practice. In: Cancer Res. 64, 2004, S. 7183–7190, PMID 15492230, doi:10.1158/0008-5472.CAN-04-1918.</ref>

Entdeckung

Survivin wurde erstmals 1997 von G. Ambrosini, C. Adida und D. C. Altieri in verschiedenen malignen Zelllinien und einer Reihe von fetalen Geweben identifiziert.<ref>G. Ambrosini u. a.: A novel anti-apoptosis gene, survivin, expressed in cancer and lymphoma. In: Nature Medicine. Bd. 8, 1997, S. 917–921, PMID 9256286.</ref><ref name="fub" /> Entdeckt wurde es mittels Hybridisierungsscreening einer humanen Genbank mit der cDNA des Faktor-Xa-Rezeptors EPR-1 (effector cell protease receptor-1).<ref name="halle">M. Kappler: Molekulare Charakterisierung des IAP Survivin in Weichteilsarkomen: Bedeutung für Prognose und Etablierung neuer Therapiestrategien. (PDF; 1,4 MB) Dissertation, Universität Halle-Wittenberg, 2005.</ref>

Vorkommen

Während der Embryonalentwicklung hat Survivin die Funktion, die korrekte Weitergabe der Chromosomen in den sich teilenden Zellen zu überwachen. Nach der Embryonalentwicklung ist dieses Protein in ruhenden gesunden Zellen kaum noch vorhanden. Dagegen produzieren die Zellen fast aller Tumoren Survivin, um unkontrolliert zu wachsen und sich gegen Therapien besser schützen zu können.<ref name="curado"><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20070928001507

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Eigenschaften

Das für die Expression von Survivin verantwortliche Gen ist 14,7 kb groß und liegt auf dem Chromosom 17q25.<ref name="halle" /> Es besteht aus drei Introns und vier Exons.<ref>F. Li, D. C. Altieri: The cancer antiapoptosis mouse survivin gene: characterization of locus and transcriptional requirements of basal and cell cycle-dependent expression. In: Cancer Res 59, 1999, S. 3143–3151, PMID 10397257.</ref> Das Gen kodiert für das Protein, welches aus 142 Aminosäuren besteht und eine molare Masse von 16.390 Da aufweist.<ref>{{#if: | | UniProt }} {{#if:|{{{titel}}}|O15392}}{{#if:|Vorlage:Abrufdatum}}</ref> Als Klasse-3-IAP (inhibitor of apoptosis) verhindert Survivin die apoptotische Funktion von essenziellen BIR-Domänen (baculovirus IAP repeats).<ref name="fub">S. Weikert: Der Apoptose-Inhibitor Survivin: Ein Tumormarker mit dem Expressionsprofil eines Cancer/Testis-Antigens, 9 Habilitationsschrift, FU Berlin, 2007.</ref><ref>N. E. Crook u. a.: An apoptosis-inhibiting baculovirus gene with a zinc fingerlike motif. In: J. Virol. 67, 1993, S. 2168–2174, PMID 8445726, }} PMC 240327 (freier Volltext{{#if:|, PDF}}).</ref><ref>R. J. Clem u. a.: Control of programmed cell death by the baculovirus genes p35 and iap. In: Mol. Cell Biol. 14, 1994, S. 5212–5222, PMID 8035800, }} PMC 359040 (freier Volltext{{#if:|, PDF}}).</ref>

Derzeit sind fünf Spleiß-Varianten von Survivin bekannt:

  • wt-Survivin (142 Aminosäuren)
  • 2B-Survivin (165 Aminosäuren)
  • Survivin-Δ3 (137 Aminosäuren)
  • 3B-Survivin (2005 entdeckt).<ref name="halle" />
  • 2α-Survivin (74 Aminosäuren)

Survivin unterscheidet sich von anderen IAPs durch:

Das Survivin-Protein ist ein bow-tieshaped-Dimer. Ein Survivin-Monomer besteht aus einer BIR-Domäne, die drei α-Helices und einem dreisträngigen β-Faltblatt. Größtenteils wird die Form der Domäne durch einen Zink-Finger (mit vier Zink-Liganden) stabilisiert. Die Dimer-Formation wird durch Wasserstoffbrückenbindungen und van der Waals-Kräfte gebildet.<ref name="hhd" /><ref>L. Chantalat u. a.: Crystal structure of human survivin reveals a bow tie-shaped dimer with two unusual alpha-helical extensions. In: Mol Cell 6, 2000, S. 183–189, PMID 10949039.</ref>

Die Aminosäuresequenz für Survivin (Spezies: Homo sapiens) im Einbuchstabencode ist:<ref>apoptosis inhibitor survivin (Homo sapiens). NCBI Protein; abgerufen am 3. März 2010</ref>

mgaptlppaw qpflkdhris tfknwpfleg cactpermae agfihcpten epdlaqcffc
fkelegwepd ddpieehkkh ssgcaflsvk kqfeeltlge flkldrerak nkiaketnnk
kkefeetakk vrraieqlaa md

Funktionsmechanismus

Die Mechanismen der anti-apoptotischen Funktion von Survivin sind noch nicht vollständig erforscht. Survivin soll den Mitochondrien-abhängigen, so genannten intrinsischen Apoptoseweg, antagonisieren.<ref>D. Grossman u. a.: Transgenic expression of survivin in keratinocytes counteracts UVB-induced apoptosis and cooperates with loss of p53. In: J. Clin. Invest. 108, 2001 S. 991–999, PMID 11581300, }} PMC 200956 (freier Volltext{{#if:|, PDF}}).</ref><ref>E. M. Conway u. a.: Deficiency of survivin in transgenic mice exacerbates Fas-induced apoptosis via mitochondrial pathways. In: Gastroenterology. 123, 2002, S. 619–631, PMID 12145814.</ref> Die inhibierende Wirkung von Survivin auf die Apoptosekaskade scheint über eine Inaktivierung der Zelltodprotease Caspase-9 vermittelt und von einem Kofaktor (HBXIP) abhängig zu sein.<ref name="fub" /><ref>H. Marusawa u. a.: HBXIP functions as a cofactor of survivin in apoptosis suppression. In: Embo J. 22, 2003, S. 2729–2740, PMID 12773388, }} PMC 156760 (freier Volltext{{#if:|, PDF}}).</ref> Die vollständige Aufklärung des Funktionsmechanismus von Survivin wäre insbesondere für mögliche Therapieansätze bei Krebserkrankungen von großem Interesse.

Diagnostische Anwendungen

Survivin lässt sich bei Harnblasenkarzinomen im Urin nachweisen. Zurzeit laufen hierzu einige klinische Studien.<ref>Focus Onkologie: <templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20070928031929

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            }} 
       }}
  }} (PDF) 9, 2004, S. 31.</ref><ref>S. F. Shariat u. a.: Urine detection of survivin is a sensitive marker for the noninvasive diagnosis of bladder cancer. In: J Urol 171, 2004, S. 626–630, PMID 14713774.</ref>

Weitere diagnostische Anwendungen sind in der Entwicklung.<ref>R. Löser: Über den Einfluss der Survivin-Expression auf die Überlebenszeit von Patienten mit Prostataneoplasma, die radikal prostatektomiert wurden . (PDF; 888 kB) Dissertation, Universität Hamburg, 2011.</ref>

Potenzielle Therapieansätze in der Onkologie

Alle zytotoxischen Chemotherapeutika wirken – wie auch die Strahlentherapie – über die Induktion der Apoptose in malignen Zellen. Die vermehrte Expression von Apoptose-Inhibitoren ist eine Gegenmaßnahme der Krebszellen um deren Überleben zu sichern.<ref>D. B. Longley, P. G. Johnston: Molecular mechanisms of drug resistance. In: J Pathol 205, 2005, S. 275–292, PMID 15641020.</ref> Dementsprechend ist die Überexprimierung von Survivin bei Krebszellen mit einer deutlich reduzierten Überlebensrate der betroffenen Patienten,<ref>H. S. Swana u. a.: Tumor content of the antiapoptosis molecule survivin and recurrence of bladder cancer. In: NEJM 341, 1999, S. 452–453, PMID 10438269, doi:10.1056/NEJM199908053410614.</ref><ref>A. Islam u. a.: High expression of survivin, mapped to 17q25, is significantly associated with poor prognostic factors and promotes cell survival in human neuroblastoma. In: Oncogene 19, 2000, S. 617–623, PMID 10698506, doi:10.1038/sj.onc.1203358.</ref><ref>H. Kawasaki u. a.: Inhibition of apoptosis by survivin predicts shorter survival rates in colorectal cancer. In: Cancer Res 58, 1998, S. 5071–5074, PMID 9823313</ref> einer höheren Rezidiv-Wahrscheinlichkeit und einer reduzierten Apoptoserate in Tumorzellen verbunden.<ref name="PMID12509766" /><ref>M. H. Andersen u. a.: The universal character of the tumor-associated antigen survivin. In: Clin Cancer Res 13, 2007, S. 5991–5994, PMID 17947459, doi:10.1158/1078-0432.CCR-07-0686 (Review).</ref> Survivin ist deshalb ein wichtiges Zielmolekül für die Entwicklung neuer therapeutischer Arzneimittel.<ref>swisscancer.ch: Survivin als Zielmolekül zur Förderung der Empfindlichkeit von Tumoren gegenüber Chemotherapie und Signaltransduktion via Death Receptor. Abgerufen am 3. September 2007.</ref><ref name="PMID19559538">B. M. Ryan u. a.: Survivin: a new target for anti-cancer therapy. In: Cancer Treat Rev 35, 2009, S. 553–562, PMID 19559538 (Review).</ref>

Nach seiner Produktion wird das Survivin in das Zytoplasma transportiert, was vermutlich eine wichtige Rolle für die krebsfördernde Funktion von Survivin spielt. Bei einigen Patienten ist dieser Transport allerdings offensichtlich gestört und das Survivin befindet sich vorwiegend im Zellkern. Erste Studien zeigen, dass diese Patienten bessere Überlebenschancen haben.<ref name="curado" />

Dieser Mechanismus ist der Anknüpfungspunkt für neue Krebstherapien, die den Transport von Survivin in das Zytoplasma verhindern sollen. Damit sollen Tumorzellen empfindlicher gegenüber konventionellen Krebstherapien (Chemotherapie und Strahlentherapie) werden.<ref name="curado" /><ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20070927212649

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  }} (PDF) Lilly Onkologie-Forschung</ref> Die Firma Lilly hat ein Antisense-Oligonukleotid in der Entwicklung, welches Survivin blockieren soll.<ref>S. Heinzel: <templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20070930055842
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       }}
  }} In: MMP, 27, 2004 S. 109.</ref>

YM155 von Astellase ist ein Survivin-Suppressor, der gezielt die Expression von Survivin unterdrücken soll. Die Verbindung ist ein small molecule mit einem Naphthochinon-Grundkörper und befindet sich in der klinischen Erprobung (Phase II (Stand September 2009), bei nichtkleinzelligem Bronchialkarzinom NSCLC<ref>G. Giaccone u. a.: Multicenter phase II trial of YM155, a small-molecule suppressor of survivin, in patients with advanced, refractory, non-small-cell lung cancer. In: J Clin Oncol 27, 2009, S. 4481–4486, PMID 19687333.</ref> und malignem Melanom).<ref name="PMID19830389">K. D. Lewis, W. Samlowski u. a.: A multi-center phase II evaluation of the small molecule survivin suppressor YM155 in patients with unresectable stage III or IV melanoma. In: Investigational new drugs. Band 29, Nummer 1, Februar 2011, S. 161–166, doi:10.1007/s10637-009-9333-6, PMID 19830389.</ref><ref>Y. Wang u. a.: YM-155. In: Drugs of the Future 32, 2007, S. 879–882, doi:10.1358/dof.2007.032.10.1145702.</ref><ref>T. Nakahara u. a.: YM155, a Novel Small-Molecule Survivin Suppressant, Induces Regression of Established Human Hormone-Refractory Prostate Tumor Xenografts. In: Cancer Research 67, 2007, S. 8014–8021; doi:10.1158/0008-5472.CAN-07-1343, PMID 17804712.</ref>

Auch krebsimmuntherapeutische Ansätze mit Survivin befinden sich in der Entwicklung.<ref>M. H. Andersen u. a.: Cancer treatment: the combination of vaccination with other therapies. In: Cancer Immunol Immunother 57, 2008, S. 1735–1743, PMID 18286284 (Review), }} PMC 2522294 (freier Volltext{{#if:|, PDF}}).</ref> All diesen Konzepten gemein ist, dass sie als Ergänzungstherapie die konventionellen therapeutischen Interventionen (Chemo- und Strahlentherapie) in ihrer Wirksamkeit potenzieren sollen.<ref name="PMID19559538" />

Sonstiges

Resveratrol, ein Polyphenol, das beispielsweise in Rotwein vorkommt, ist offensichtlich in der Lage Survivin zu inhibieren.<ref>T. Hayashibara u. a.: Resveratrol induces downregulation in survivin expression and apoptosis in HTLV-1-infected cell lines: A prospective agent for adult T cell leukemia chemotherapy. In: Nutrition and Cancer, 44, 2002, S. 192–201, PMID 12734068, doi:10.1207/S15327914NC4402_12.</ref>

Literatur

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Weblinks

Einzelnachweise

<references />