Interference with ERK-dimerization at the nucleocytosolic interface targets pathological ERK1/2 signaling without cardiotoxic side-effects

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Angela Tomasovic - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften -ISAS- e.V. (Autor:in)
  • Theresa Brand - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften -ISAS- e.V. (Autor:in)
  • Constanze Schanbacher - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften -ISAS- e.V. (Autor:in)
  • Sofia Kramer - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Martin W. Hümmert - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Medizinische Hochschule Hannover (MHH) (Autor:in)
  • Patricio Godoy - , Technische Universität (TU) Dortmund (Autor:in)
  • Wolfgang Schmidt-Heck - , Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (Autor:in)
  • Peter Nordbeck - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Jonas Ludwig - , Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (Autor:in)
  • Susanne Homann - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Armin Wiegering - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Timur Shaykhutdinov - , Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften -ISAS- e.V. (Autor:in)
  • Christoph Kratz - , Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften -ISAS- e.V. (Autor:in)
  • Ruth Knüchel - , Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (Autor:in)
  • Hans Konrad Müller-Hermelink - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Andreas Rosenwald - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Norbert Frey - , Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU), Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK) (Autor:in)
  • Jutta Eichler - , Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (Autor:in)
  • Dobromir Dobrev - , Universität Duisburg-Essen (Autor:in)
  • Ali El-Armouche - , Institut für Pharmakologie und Toxikologie, Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Jan G. Hengstler - , Technische Universität (TU) Dortmund (Autor:in)
  • Oliver J. Müller - , Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU), Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK) (Autor:in)
  • Karsten Hinrichs - , Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften -ISAS- e.V. (Autor:in)
  • Friederike Cuello - , Universität Hamburg, Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK) (Autor:in)
  • Alma Zernecke - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Kristina Lorenz - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften -ISAS- e.V. (Autor:in)

Abstract

Dysregulation of extracellular signal-regulated kinases (ERK1/2) is linked to several diseases including heart failure, genetic syndromes and cancer. Inhibition of ERK1/2, however, can cause severe cardiac side-effects, precluding its wide therapeutic application. ERKT188-autophosphorylation was identified to cause pathological cardiac hypertrophy. Here we report that interference with ERK-dimerization, a prerequisite for ERKT188-phosphorylation, minimizes cardiac hypertrophy without inducing cardiac adverse effects: an ERK-dimerization inhibitory peptide (EDI) prevents ERKT188-phosphorylation, nuclear ERK1/2-signaling and cardiomyocyte hypertrophy, protecting from pressure-overload-induced heart failure in mice whilst preserving ERK1/2-activity and cytosolic survival signaling. We also examine this alternative ERK1/2-targeting strategy in cancer: indeed, ERKT188-phosphorylation is strongly upregulated in cancer and EDI efficiently suppresses cancer cell proliferation without causing cardiotoxicity. This powerful cardio-safe strategy of interfering with ERK-dimerization thus combats pathological ERK1/2-signaling in heart and cancer, and may potentially expand therapeutic options for ERK1/2-related diseases, such as heart failure and genetic syndromes.

Details

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummer1733
FachzeitschriftNature communications
Jahrgang11
Ausgabenummer1
PublikationsstatusVeröffentlicht - 1 Dez. 2020
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

PubMed 32265441
ORCID /0000-0003-2514-9429/work/151982628