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Wissenschaft RNA-Interferenz Abb. 1: Im Zuge der Metastasierung veränderte microRNAs, die als spezifische therapeutische Targets dienen könnten beeinflusst. Lujambio et al. 13 identifizierten bei der Untersuchung der Rolle des mit der DNA-Methylierung assoziierten Silencings von Tumorsuppressor-miRNAs in Metastasen ein spezifisches metastatisches miRNA-Hypermethylierungsprofil. Schließlich fanden wir auf der Suche nach einer spezifischen miRNA-Expressions-Signatur für den metastatischen Phänotyp solider Tumore mit Hilfe vergleichender Microarray-Analysen von Primärtumoren und davon abgeleiteten Metastasen eine umfassende miRNA-Signatur. Diese besteht aus 15 über- und 17 unterexprimierten miRNAs und vier verschiedenen organspezifischen miRNA-Signaturen 14 . Einige andere Hauptaspekte müssen noch untersucht werden, darunter der Einfluss der metastatischen Mikroumgebung auf die miRNA-Expression der Tumorzelle. Gleichwohl bestätigen die Berichte, dass spezifische mi- RNA-Gene direkt an der Krebsmetastasierung beteiligt sind – und unterstreichen damit die Bedeutung dieser neuen Klasse nicht-codierender RNAs bei der Translation von Biomarkern zur Diagnose, Prognose und für die Einschätzung des Therapieansprechens bei metastatischem Krebs. miRNAs – von der Laborbank zum Krankenbett Das miRNA-Profiling eröffnet die Unterscheidung normaler und pathologischer Läsionen und die Identifikation von Genexpressionssignaturen, die mit bestimmten Krebsphänotypen (wie dem metastatischen) assoziiert sind 3 . Es wurde bereits gezeigt, dass aberrante miRNA- Expressions-Signaturen in metastatischen Krebs involviert sind 9,14 , und eine einfache Profilierungsmethode könnte helfen, Krebspatienten zu identifizieren, die wahrscheinlich Metastasen oder Rückfälle entwickeln. Weil von diversen Organen abgeleitete Metastasen besondere organspezifische miRNA-Signaturen zeigen 14 , könnte die miRNA- Expressionsanalyse auch als neuartige, einfache Profilierungsmethode eingesetzt werden, um das Ausgangsorgan zu identifizieren, zum Beispiel bei Metastasen unbekannten Ursprungs. Auf diese Art und Weise repräsentieren genomweite Profilierungsansätze – ergänzt durch Funktionsstudien, die die Über- bzw. Unterexpression von miRNAs beinhalten – den Ansatz, der am wahrscheinlichsten zu Fortschritten im jungen Forschungsfeld der nicht-codierenden RNAs führen wird 1-3 . Dazu kommt, dass miRNAs – im Gegensatz zu mRNAs – in vivo langlebig und in vitro stabil sind, was ein entscheidender Vorteil im klinischen Rahmen sein könnte und die Analyse Formalin-fixierter, Paraffin-eingebetteter (FFPE) Proben gestattet 14 . Diverse Berichte haben bereits eine hohe Reproduzierbarkeit und Genauigkeit des miRNA-Expressions-Profilings in archivierten FFPE-Proben des Menschen belegt. In diesem Zusammenhang muss allerdings betont werden, dass auch wenn FFPE-Proben als unverzichtbares Werkzeug für die Biomarker- Entdeckung und – Validierung betrachtet werden, diese andererseits nicht immer kompatibel mit modernen Genomics-Technologien sind wie etwa Genexpressions-Arrays, weil die mRNA während der Fixierung und Bearbeitung abgebaut wird. Das Öffnen der Histopathologie- Archive gut annotierter FFPE-Proben für die miRNA-Expressionsprofilierung verspricht eine neue Ära der systematischen molekularen Begutachtung, die sich durch eine fortgeschrittene histopathologische und klinische Charakterisierung der Proben auszeichnet. Aus therapeutischer Sicht wird ein zunehmendes Verständnis der molekularen Rolle von miRNAs im Metastasierungsprozess maßgeblich zur Identifikation alternativer, therapeutisch interessanter molekularer Pathways beitragen. Darüber hinaus empfehlen sich miRNAs per se durch ihre Stabilität als neue attraktive Therapeutika. Dazu kommt, dass miRNA-basierte shRNAs die Genexpression starker inhibieren als traditionelle Haarnadel-shRNAs 1-3 . Eine Sequenz-spezifische Hemmung der miRNAs kann mit chemisch stabilisierten und optimierten Antisense-Oligonucleotiden erzielt werden. Außerdem wurde die Funktion einer neuen Klasse chemisch modifizierter, mit Cholersterin konjugierter Antisense-RNAs, der „Antagomirs“, als spezifische und wirksame Silencer endogener miRNAs in Mäusen nachgewiesen 1-3 . Obgleich spannend, muss eine miRNAbasierte Gentherapie von metastasierendem Krebs erst den Nachweis erbringen, dass Targets hochwirksam gehemmt und das Patientenüberleben bei minimaler Toxizität signifikant verlängert werden. Darüber hinaus erfordert die Entwicklung miRNA-basierter Therapien einen wirksamen Transport zum Wirkort. Weitere Funktionsstudien sind essentiell, um die Bedeutung der miRNA-Expression in Metastasen weiter aufzuklären. Nichtsdestotrotz hat die miRNA-Revolution begonnen und wird zweifellos die künftige Behandlung metastatischer Patienten beeinflussen. Literatur [1] Croce, C.M., Calin, G.A., Cell 122 (2005), 6-7. [2] Esquela-Kerscher, A., Slack, F.J., Nature Rev Cancer 6 (2006), 857-866. [3] Calin, G.A., Croce, C.M., Nat Rev Cancer 6 (2006), 857-866. [4] Ma, L., Teruya-Feldstein, J., Weinberg, R.A., Nature 449 (2007), 682-689. [5] Gee, H.E., Camps, C., Buffa, F.M., Colella, S., Sheldon, H., Gleadle, J.M., Ragoussis, J., Harris, A.L., Nature 455 (2008), E8-9. [6] Asangani, I., Rasheed, S.A.K., Nikolova, D.A., Leupold, J.H., Colburn, N.H., Post, S., Allgayer, H., Oncogene 27 (2008), 2128-2136. [7] Zhu, S., Wu, H., Wu, F., Nie, D., Sheng, S., Mo, Y.Y., Cell Res 18 (2008), 350-359. [8] Yan, L.X., Huang, X.F., Shao, Q., Huang, M.Y., Deng, L., Wu, Q.L., Zeng, Y.X., Shao, J.Y., RNA 14 (2008), 2348-2360. [9] Budhu, A., Jia, H.L., Forgues, M., Liu, C.G., Goldstein, D., Lam, A., Zanetti, K.A., Ye, Q.H., Croce, C.M., Tang, Z.Y., Wang, X.W., Hepatology 47 (2008), 897-907. [10] Tavazoie, S.F., Alarcon, C., Oskarsson, T., Padua, D., Wang, Q., Bos, P.D., Gerald, W.L., Massague, J., Nature 451 (2008), 147-152. [11] Gregory, P.A., Bert, A.G., Paterson, E.L., Barry, S.C., Tsykin, A., Farshid, G., Vadas, M.A., Khew-Goodall, Y., Goodall, G.J., Nature Cell Biol 10 (2008), 593-601. [12] Huang, Q., Gumireddy, K., Schrier, M., Le Sage, C., Nagel, R., Nair, S., Egan, D.A., Li, A., Huang, G., Klein-Szanto, A.J., Gimotty, P.A., Katsaros, D., Coukos, G., Zhang, L., Pure, E., Agami, R., Nat Cell Biol 10 (2008), 292-310. [13] Lujambio, A., Calin, G.A., Villanueva, A., Ropero, S., Sanchez- Cespedes, M., Blanco, D., Montuenga, L.M., Rossi, S., Nicoloso, M.S., Faller, W.J., Gallagher, W.M., Eccles, S.A., Croce, C.M., Esteller, M., Proc Natl Acad Sci USA 105 (2008), 13556-13561. [14] Baffa, R., Fassan, M., Volinia, S., O‘Hara, B., Liu, C.G., Palazzo, J.P., Gardiman, M., Rugge, M., Gomella, L.G., Croce, C.M., Rosenberg, A., J Pathol. 219(2):214-221 (2009). [15] Korpal, M., Kang, Y., RNA Biol 5 (2008), 115-119. Korrespondenzadresse Prof. Carlo M Croce Ohio State University 1082 Biomedical Research Tower 460 W. 12 th Avenue, Columbus, OH 43210 Tel.: +1-(0)614-292-4930 Fax: +1-(0)614-292-3558 carlo.croce@osumc.edu. 14 | 10. Jahrgang | Nr. 5/2009 LABORWElT
Report Metastasierung Brustkrebs und Metastasierung – Vorteile einer Individualtherapie Ralf Hass, AG Biochemie und Tumorbiologie, Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe, MHH Brustkrebs als primär maligne Entartung im Brustdrüsengewebe ist bei Frauen die nach wie vor häufigste Tumorerkrankung und auch krankheitsbedingte Todesursache. Sehr viel seltener wird Brustkrebs auch bei Männern diagnostiziert. Bei den histopathologisch unterschiedlichen Brustkrebsarten (etwa ductal, lobulär, medullär, tubulär) und der Identifizierung des Rezeptorstatus (Östrogen- und Progesteronrezeptor sowie Her2/neu) auf den Tumorzellen gibt es derzeit eine entsprechende Auswahl an therapeutischen Ansatzformen wie Chemo-, Hormon-, Antikörperund Strahlentherapie. Neben diesen relativ unspezifischen Mitteln stellt die Entwicklung und der zunehmende Einsatz kleiner inhibitorischer Moleküle – etwa zum Blockieren wachstumsstimulatorischer intrazellulärer Signalkaskaden – einen deutlich fokussierteren molekularen Therapieansatz dar. Allerdings sind diese Signalwege nicht unbedingt spezifisch für Brustkrebszellen, sondern eher präsent in allen hochproliferativen Geweben im Körper, wie in den verschiedenen Epithelien. Aufgrund der Heterogenität von Brustkrebserkrankungen sind diese pauschalen Therapieschemata daher nicht immer erfolgreich und verfehlen teilweise gänzlich die erhoffte Wirkung. Durch eine generelle Proliferationsinhibition wird natürlich auch die Regenerationsfähigkeit wichtiger Gewebe stark eingeschränkt, was die Gewebshomoöstase und das notwendige metabolische Gleichgewicht stört und somit zu extrem unangenehmen Nebenwirkungen bis hin zur ungewollten Generation von Kollateralerkrankungen führen kann. Hier ließen sich – durch die ausgedehnte Testung patientenspezifischer Tumorzellen aus Tumorbiopsien ex vivo mit Hilfe standardisierter zellbasierter Assays – gezieltere Therapieansätze eher auf individueller Basis entwickeln um damit ein optimiertes Therapieschema für jeden einzelnen Brustkrebs zusammenstellen zu können. Für einen derart individualisierten Ansatz ist es gelungen, eine Technologie zur Anzüchtung von Brustkrebsprimärkulturen zu entwickeln1 , wobei Brustkrebszellen mittlerweile länger als zwei bis drei Jahre permanent aus einem Tumorgewebe gewonnen werden können. Um die Reproduzierbarkeit dieser individuellen Brustkrebsprimärkultur-Technologie zu gewährleisten, haben eine Reihe von molekularen Untersuchung zur Expression bestimmter Zelloberflächenrezeptoren und etwa zur Expression des Alterungsmarkers Senezenzassoziierte-b-Galactosidase (SA b-gal) und zur Telomeraseaktivität gezeigt, dass die aus dem Tumorgewebe ständig proliferierenden „human breast cancer-derived epithelial cells“ 185x32mm_SW_dt_oR 30.01.2008 19:41 Uhr Seite 1 (HBCEC) im Lauf der Jahre ihre ursprünglichen zellbiologischen und funktionellen Eigenschaften nicht signifikant verändern, sofern nicht metastasenähnliche Aktivierungen wie die epithelial-mesenchymale Transition (EMT) auftreten2 . Darüber hinaus zeigen die Primärkulturen aus Brustkrebsgewebe verschiedener Patienten erwartungsgemäß Unterschiede in der Reaktion auf diverse chemotherapeutische Agenzien, und zwar nicht nur zwischen den individuellen HBCEC-Populationen von verschiedenen Spendern, sondern auch gegenüber einer Primärzellkultur aus nicht-tumorigenem – also normalem Brustgewebe2 . Diese Technologie zur Anzucht individueller Brustkrebsprimärkulturen könnte daher einerseits dazu dienen, individuelle patientenorientierte Therapieschemata zu entwickeln und zu optimieren. Andererseits könnte sie im pharmazeutischen Bereich eine primärkulturbasierte Screening-Plattform zur Identifizierung von brustkrebsspezifischen Biomarkern und zum Testen neuer Therapeutikagruppen bieten. KRAEBER GMBH & CO P H A R M A Z E U T I S C H E R O H S T O F F E WIR SIND DER SPEZIALIST FÜR BLUTFRAKTIONIERUNGEN Da eine Individualtherapie aber noch nicht etabliert ist, bleiben die bislang anwendbaren, relativ unspezifischen Brustkrebstherapien mit entsprechenden Nebenwirkungen zunächst das Mittel der Wahl. Dabei ist der nach wie vor empfehlenswerteste Ansatz die frühestmögliche Diagnose von Brustkrebs mit unmittelbarer operativer Tumorentfernung und nachfolgender Therapie. Allerdings ist der Erfolg eines therapeutischen Ansatzes neben der Patientenverträglichkeit auch limitiert durch die Art des Tumors und eine mögliche Infiltration von Lymphknoten. Doch auch ohne diagnostizierbare Lymphknotenmetastasen ergeben sich Risiken eines möglichen und nach heutigen Standards schwer oder nicht mehr therapierbaren Tumorrezidivs. Disseminierte Tumorzellen Neben Mikrometastasen können teilweise parallel zu einem Brustprimärtumor sogenannte disseminierte Tumorzellen (DTCs) identifiziert werden, die z.B. im Knochmark, aber auch in anderen Geweben wie dem peripheren Blut oder den Lymphknoten assoziiert sind. Diese DTCs bleiben nach einer operativen Entfernung des Primärtumors im Körper erhalten und werden für ein Wiederauftreten, also ein Rezidiv der Tumorerkrankung in Form von Gewebsmetastasen verantwortlich gemacht 3 . Wieso dauert es dann aber eine lange Zeit – teilweise Jahre , oder bei östrogenrezeptor-positiven Brusttumoren auch Jahrzehnte, bis sich aus solchen DTCs möglicherweise Organmetastasen bilden? Offensichtlich ist die Metastasierung ein aus mehreren Entwicklungsschritten bestehender zellbiologischer Prozess, der in unterschiedlichen Tumoren (z. B. Kolonkarzinom im Gegensatz zum Mammakarzinom) mit unterschiedlicher Kinetik abläuft, wobei möglicherweise auch „schlafende“ Tumorzellen auf entsprechende Trigger hin erst aktiviert werden. Ebenso kann eine Tumorgenese oder die Generation metastatisch aktiver Tumorzellen auch im Rahmen von Fehlsteuerungen eines reversiblen Entwicklungsprozesses, also einer Retrodifferenzierung oder Verjüngung eines Entwicklungsstands entstehen 4 . Das Potential für DTCs zur Metastasierung kann initial verstärkt werden durch Signale, die auch eine epithelial-mesenchymale Transition (EMT) induzieren. Diese zellbiologische Veränderungen von einem Zelltyp in einen anderen mit völlig neuen metabolischen Eigenschaften >> www.kraeber.de >> e-mail: info@kraeber.de Wir fraktionieren von 16 Tierspezies für die: Pharmazie, Biotechnologie, Diagnostika, Kosmetik Serum, Plasma, Albumin, Hemoglobin, Hemin, Hematoporphyrin, Thrombin und Lohnherstellung.
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