A kemoterápia a daganatos betegek jelentős részénél nem éri el a kellő hatásosságot, jelentős mellékhatásai miatt kiemelkedően fontos a tumor sejtek kezeléssel szembeni érzékenységének fokozása. Az NMNAT enzimek a sejtek NAD+-szintézisében vesznek részt, ezáltal számos biokémiai folyamatot befolyásolhatnak. Viszont kevés információval rendelkezünk a tumorsejtben betöltött szerepével kapcsolatban. Ezért munkánk során létrehoztunk egy NMNAT1-génhiányos (knock-out) oszteoszarkóma sejtvonalat, melyet részletesen jellemeztünk. Az NMNAT1 KO sejtvonalban csökkent NAD+ szint mellett lassabb proliferáció volt megfigyelhető. Egy oszteoszarkómában is használt kemoterápiás készítménnyel, a ciszplatinnal való kezelés hatását összehasonlítottuk a vad típusú és NMNAT1 KO oszteoszarkóma sejteken. Az NMNAT1 KO sejtekben ciszplatin kezelés hatására tovább csökkent a NAD+ mennyisége. A kezelés során mind a nekrótikus, mind az apoptótikus sejthalál útvonalat indukálódott, a kontroll sejtekben megjelenő PARiláció folyamata a KO mintákban elmaradt és csökkent a DNS hibajavítás mértéke. Eredményeink alapján kijelenthető, hogy az NMNAT1 KO tumor sejtek érzékenyebbek a ciszplatin-kezelésre. Munkánk második részében egy nagy áteresztőképességű szűrővizsgálatot végeztünk el, annak céljából, hogy további, az NMNAT1 hiányában fokozott sejtpusztulást okozó gyógyszer-hatóanyagokat azonosíthassunk. A hatásos vegyületek közül az aktinomicin D-t választottuk további vizsgálatainkhoz. Az aktinomicin D az apoptótikus útvonal beindításával okozott sejtpusztulást, az NMNAT1 KO sejtvonalban fokozottabb citotoxicitást és DNS károsodást okozott. A kezelés hatására a p53 fehérje fokozott acetilálódását, valamint a BAX és a NOXA pro-apoptótikus gének fokozott expresszióját figyeltük meg. Emellett, proliferáció, a sejtciklus és az rRNS szintézis gátlását tapasztaltunk az NMNAT1 KO oszteoszarkóma sejtvonalban. Eredményeink alapján elmondható, hogy az NMNAT1 expressziójának vagy aktivitásának gátlása a jövőben hatékony célpont lehet a daganatok érzékenységének fokozásában. Illetve a jelenleg is használt citosztatikumokkal kombinált kezelés során, nagyobb hatékonyság elérésével vélhetően csökkenhet az alkalmazás ideje és/vagy dózisa, mely hozzájárulhat a betegek jobb általános állapotához és a mellékhatások csökkentéséhez.

Chemotherapy is not effective enough for a significant proportion of cancers and the side effects could be extremely harmful for the patients. That’s why it is of high importance to increase the sensitivity of tumor cells. NMNAT enzymes are involved in the synthesis of NAD+ and may therefore influence a number of biochemical processes. However, we have limited information about their role in tumor cells. Therefore, an NMNAT1 gene-deficient (knock-out) osteosarcoma cell line was generated. During the characterization of the cell line, we detected decreased NAD+ levels and proliferation of the NMNAT1 KO cell line. We compared the effect of cisplatin on wild-type and NMNAT1 KO osteosarcoma cells. Cisplatin induced necrotic and apoptotic cell death pathways. We observed reduced DNA repair in NMNAT1 KO cells. NAD+ - and ATP content was further decreased on the KO cells, while, a highly blocked PARylation process could be detected. Our results show that NMNAT1 KO tumor cells are more sensitive to cisplatin treatment. In the second part of our work, a high-throughput screening assay was performed, to identify drug candidates that also cause increased cell death in the absence of NMNAT1. The effects of one hit compound was further characterized in wild-type and NMNAT1 KO osteosarcoma cells. This compound was actinomycin D, which caused apoptotic cell death in the osteosarcoma cells. Actinomycin D caused enhanced cytotoxicity and DNA damage in the NMNAT1 KO cell line. Increased acetylation of p53 protein, and increased expression of the pro-apoptotic genes BAX and NOXA were observed after the treatment. Inhibition of proliferation, cell cycle and rRNA synthesis were also observed in the NMNAT1 KO osteosarcoma cell line. In conclusion, our findings suggest that inhibition of NMNAT1 expression or activity, may be an effective target for tumor therapy. Furtherly, in the case of currently used cytostatic agents, it is expected that the time of the treatment and/or dose could be reduced in a therapy, combined with the inhibition of NMNAT1, to achieve greater efficacy, which may contribute to better overall patient outcome and reduction of side effects.