Das uveale Melanom ist der häufigste primäre intraokuläre Tumor beim Erwachsenen und stellt eine Erkrankung mit ausgesprochen ungünstiger Prognose dar. Während die Primärläsion durch Protonentherapie oder Enukleation wirksam behandelt werden kann, entwickelt bis zur Hälfte der Patienten Metastasen, am häufigsten in der Leber. Diese metastasierten Formen sind gegenüber sämtlichen bestehenden Therapien resistent: Neunzig Prozent der betroffenen Patienten versterben innerhalb von sechs Monaten nach der Diagnose der Metastasen. Eine kürzlich entwickelte bispezifische Immuntherapie, Tebentafusp, verbessert das Gesamtüberleben, doch beschränkt sich ihr Nutzen auf Patienten mit dem Haplotyp HLA-A*02:01 und betrifft nur einen geringen Anteil von ihnen. Die Identifizierung neuer onkogener Mechanismen und therapeutischer Zielstrukturen, die vom HLA-Status unabhängig sind, entspricht daher einem ungedeckten klinischen Bedarf. Die wichtigsten onkogenen Treiber dieser Erkrankung, die Mutationen von GNAQ oder GNA11 sowie deren nachgeschaltete Signalwege, haben bislang nicht zu wirksamen klinischen Strategien geführt.
Um ausnutzbare Vulnerabilitäten aufzudecken, führten die Autoren ein CRISPR-Cas9-Screening mittels Gen-Knockout auf Basis einer Bibliothek von Chromatinregulatoren durch. Dieser Ansatz identifizierte die Lysin-Methyltransferase SETDB1 als einen kritischen Akteur für die Proliferation und das Überleben metastasierter uvealer Melanomzellen. Auf funktioneller Ebene löst ein SETDB1-Mangel eine DNA-Schadensantwort, einen seneszenzähnlichen Zustand und einen Wachstumsstillstand aus. Die Stilllegung von SETDB1 geht mit einer verminderten Expression von Genen einher, die mit der Replikation und dem Zellzyklus in Zusammenhang stehen. Die Analysen zeigen eine Aktivierung von CHK2, das Auftreten von γH2AX- und 53BP1-Foci als Zeichen von DNA-Schäden, eine positive, mit Seneszenz assoziierte β-Galaktosidase-Färbung sowie eine Induktion von p21.
Die Forscher stellten darüber hinaus fest, dass ein Mangel an CDC6, einem essenziellen Regulator der DNA-Replikation, den nach SETDB1-Inhibition beobachteten Phänotyp reproduziert: Wachstumsstillstand, DNA-Schäden und Seneszenzmerkmale. Die Behandlung mehrerer Zelllinien des metastasierten uvealen Melanoms (OMM1.3, OMM2.5 und OMM1) mit Mithramycin A, eingesetzt als anti-SETDB1-Strategie, verringert deren Proliferation und induziert die Apoptose, wie durch die Spaltung von PARP und die Quantifizierung mittels Annexin-V-Färbung belegt wird. In einem präklinischen Modell einer subkutanen Xenotransplantation in immundefizienten NSG-Mäusen hemmt die intraperitoneale Verabreichung von Mithramycin A das Tumorwachstum signifikant, bei guter Verträglichkeit.
Diese Arbeiten liefern somit den Nachweis, dass SETDB1 eine entscheidende Rolle beim Wachstum des metastasierten uvealen Melanoms spielt, und identifizieren diese Methyltransferase als eine neue und relevante therapeutische Zielstruktur für diese Erkrankung.