Kurzfassung

Projektdauer: 01.01.2005 – 31.12.2007

(Stellen: eine BAT IVb, bzw. seit 11/06 TV E10)

Die Expression der Rezeptortyrosinkinase HER-2 ist ein entscheidender prognostischer Faktor gynäkologischer Tumore. Bei Patientinnen mit Ovarial- oder Mammakarzinom mit einer Überexpression von HER-2 wurden deutlich kürzere Überlebenszeiten beobachtet als bei Patientinnen mit keiner oder nur geringer HER-2 Expression. Somit lag es nahe, beim Mammakarzinom die durch HER-2 vermittelte Signaltransduktion, wie mit...Projektdauer: 01.01.2005 – 31.12.2007

(Stellen: eine BAT IVb, bzw. seit 11/06 TV E10)

Die Expression der Rezeptortyrosinkinase HER-2 ist ein entscheidender prognostischer Faktor gynäkologischer Tumore. Bei Patientinnen mit Ovarial- oder Mammakarzinom mit einer Überexpression von HER-2 wurden deutlich kürzere Überlebenszeiten beobachtet als bei Patientinnen mit keiner oder nur geringer HER-2 Expression. Somit lag es nahe, beim Mammakarzinom die durch HER-2 vermittelte Signaltransduktion, wie mit dem monoklonalen Antikörper Herceptin®, zu blockieren. Nach Transfektion von humanem HER-2 in NIH3T3-Zellen, konnte dieses in den Zellen konditional nach dem TET-OFF System von Bujard exprimiert werden. Diese HER-2 transfizierten Zellen sind in Nacktmäusen nach subkutaner Applikation tumorigen. Bisher konnten wir zeigen, dass durch Ausschalten der HER-2 vermittelten Signaltransduktion eine Tumorremission verursacht durch einen Proliferationsstopp und Induktion von Apoptose erreicht werden kann. Jedoch kommt es später trotz sehr stark ausgeprägter anfänglicher Tumorremission, in der Regel um mehr als 95 % des ursprünglichen Tumorvolumens, zu einem rezidivierenden Tumorwachstum. Dieses Tumorwachstum erfolgt trotz erfolgreich abgeschalteter HER-2 Expression. Dieses von uns im Nacktmausmodell beobachtete Szenario entspricht der klinisch beobachteten Situation: Unter Therapie HER-2 positiver Mammakarzinome (nodal – positiv) mit Herceptin® kommt es ebenfalls nach anfänglichem Therapieerfolg trotz fortgesetzter Herceptin® – Therapie zu rezidivierendem Tumorwachstum. In diesen Tumorrezidiven war jedoch eine erneute HER-2 Expression nicht nachzuweisen. Vermutlich wurden, verursacht durch einen "second hit", diese ursprünglich HER-2 abhängigen Tumore HER-2 unabhängig. Im Gegensatz zu der Situation direkt nach Ausschalten der HER-2 Expression, wobei Ausschalten der HER-2 Expression in unserem konditionalen Tumormodell zur Dephosphorylierung der MAP Kinase ERK und der Akt Kinase führt, konnte eine starke Expression von pERK und pAkt wieder in den Tumorrezidiven nachgewiesen werden. Dies könnte zu der Folgerung führen, dass HER-2 blockierende Therapiestrategien durch eine Kombination mit Inhibitoren der PI3-Kinase / Akt Signalkaskade oder der Ras / MAP - Kinase Kaskade verbessert werden könnten.
Parallel interessierte uns, welche Rolle die Apoptose bei der Tumorremission nach Ausschalten der HER-2 Expression spielt. In unseren Studien fokussierten wir uns zunächst auf den mitochondrial vermittelten Apoptoseweg. Hiezu transfizierten wir die oben genannten NIH3T3-HER2 Zellen zusätzlich mit dem antiapoptotischen Protein BclxL, was zu einer konstitutiven Überexpression des Proteins führte. Die Tumore der NIH3T3-HER2 Zellen und der NIH3T3-HER2-BclxL Zellen unterscheiden sich hinsichtlich ihres Wachstumsverhaltens in den Mäusen bis zum Ausschalten der HER-2 Expression durch ATc Gabe nicht. Nach Ausschalten der HER-2 Expression bestand ein statistisch auffälliger Unterschied im Tumorverhalten zwischen den Tumoren beider Zellreihen: Die konstitutive Überexpression von Bcl-xL führte in HER-2 Bcl-xL Tumoren im Vergleich zu HER-2 Tumoren, die Bcl-xL nicht konstitutiv überexprimieren, zu einer verspätet einsetzenden und zunächst verlangsamten Tumorremission. Eine mögliche Erklärung für den verspätet einsetzenden und zunächst verlangsamten Tumorrückgang Bcl-xL überexprimierender Tumore, könnte die Blockierung des mitochondrial vermittelten Zelltodes durch Bcl-xL sein. Ferner zeigten die Western-Blot Analysen eine verringerte Aktivierung der Caspase 3 in Bcl-xL überexprimierenden HER-2 Bcl-xL Tumoren und eine damit verbundene verminderte Apoptoserate. Die Tatsache, dass Bcl-xL überexprimiernde HER-2 Bcl-xL Tumore eine geringere Aktivierung der Effektorcaspase 3, die den Verküpfungspunkt zwischen rezeptor- und mitochondrial vermittelten Zelltod bildet, aufwiesen, erhärtete den Verdacht, dass die Überexpression von Bcl-xL durch Blockierung des mitochondrial vermittelten Zelltodes die verspätete und verlangsamte Tumorremission der HER-2 Bcl-xL Tumore bedingt. Dies legt im Umkehrschluss nahe, dass für den Tumorrückgang nach Ausschalten der HER-2 Expression bei HER-2 Tumoren u. a. die mitochondriale Apoptose mitursächlich ist.
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