MDCK-MRP2 - Dkfz

260
Chemoresistenz:
Forschungsschwerpunkt D
Tumorimmunologie
H. Röckmann (Helmbach), B. Gschwendt, S. Englisch,
C. Kissel
In Zusammenarbeit mit: PD Dr. Hermann Lage, Prof. Manfred
Dietel (Charité, Pathologie Berlin) und Prof. Dr. Pranav Sinha
(Klinische Chemie, Klagenfurt, Österreich), Prof. Dr. Annemarie
Poustka (DKFZ, Abt. B050), Prof. Peter Krammer (DKFZ, Abt.
D030), Prof. Dr. Peter Lichter (DKFZ, Abt. B060).
Im fortgeschrittenen Stadium hat das Melanom eine schlechte
Prognose, hauptsächlich aufgrund der Ineffektivität von
Chemotherapie. Einige Studien haben gezeigt, daß die
Mechanismen, die zur Chemoresistenz von hämatologischen
Tumoren führen, bei soliden Tumoren wie dem Melanom
nicht wirksam sind. Aus diesem Grund müssen die Mechanismen,
die mit Chemoresistenz bei Melanomerkrankungen in
Zusammenhang stehen könnten, durch breitgefächerte
Studienansätze analysiert werden. Die Auslösung von Apoptosis
wird als einer der wichtigsten Mechanismen angesehen,
durch die zytostatische Substanzen Tumorzellen töten. Infolgdessen
könnten Defekte oder Veränderungen in der
Apoptosiskaskade bei Melanomzellen die Wirksamkeit von
Chemotherapeutika einschränken und zur Chemoresistenz
führen. Es ist anzunehmen, daß es viele unbekannte Mechanismen
auf der molekularen Ebene gibt, die zu Chemoresistenz
führen, die jetzt mittels molekularbiologischen Untersuchungen
gesucht werden [1-3]. Da experimentelle Beobachtungen
zu Chemoresistenz in der Regel nicht direkt
an Patienten vorgenommen werden können, haben wir
ein in-vitro Modellsystem entwickelt, um sehr spezifische
und reproduzierbare Analysen chemoresistenter Mechanismen
ausführen zu können.
Apoptosis-Defizienz
Apoptosis (programmierter Zelltod) wurde als wichtigster
Mechanismus erkannt, durch den Zytostatika anfällige (sensitive)
Tumorzellen töten. Verschiedene Studien lassen vermuten,
daß Resistenz gegen antineoplastische Substanzen
durch Inhibition oder Dysregulation der Apoptosis verursacht
wird. Untersuchungen an anderen Tumorsystemen haben
ergeben, daß die Induktion von Apoptosis durch einige
Zytostatika entweder durch Todesrezeptor-Ligand-Interaktionen,
wie z. B. beim CD95-System, oder durch mitochondriale
Prozesse vermittelt wird. Für das humane Melanom
ist wenig über die Induktion von Apoptosis durch Chemotherapeutika
oder über Störungen der apoptotischen Kaskaden,
die Chemoresistenz bewirken, bekannt.
Wir haben den apoptotischen Pfad analysiert, über den
Cisplatin und Etoposid den Zelltod in chemo-sensitiven
MeWo Zellen herbeiführen, und ihn mit den zum Zelltod
führenden Pfaden bei chemoresistenten MeWo Zellen verglichen.
Der durch Etoposid und Cisplatin induzierte apoptotische
Zelltod wird durch mitochondriale Prozesse vermittelt.
Eine analog durchgeführte Analyse an Etoposidresistenten
Zellen zeigte ein anderes Muster. Defizient ablaufende
apoptotische Prozesse wurden durch eine reduzierte
Freisetzung von Cytochrom c durch die Mitochondrien sowie
eine verminderte stromabwärts laufende Signaltransduktion
charakterisiert. Der Zelltod in Cisplatin-resistenten
Zellen kommt auch über veränderte Pfade (im Vergleich
zu den Pfaden bei sensitiven Zellen) zustande, wenngleich
andere Mechanismen tangiert werden [2].
Identifikation differentiell exprimierter Moleküle
Es ist davon auszugehen, daß es noch weitere bisher unentdeckte
Resistenz-vermittelnde Mechanismen gibt. Um hier
zu einem tieferen Verständnis zu gelangen, haben wir mittels
differential display reverse transcription-polymerase
Klinische Kooperationseinheit D070
Dermato-Onkologie
DKFZ 2004: Wissenschaftlicher Ergebnisbericht 2002 - 2003
(DDRT-PCR) sowie complex cDNA hybridisation (CCH)
MeWo-Zellvarianten charakterisiert. Dieser Ansatz wurde
durch eine Analyse der globalen Proteinexpression (Proteomanalyse)
unter Verwendung einer zweidimensionalen
Gelelektrophorese ergänzt, um weiteren noch unbekannten
Mechanismen der Chemoresistenz beim humanen Melanom
auf die Spur zu kommen [3, 4].
Ergebnisse: Mittels DDRT-PCR und Northern Blot Analysen
konnten 11 cDNS Klone als differentiell exprimierte Gene
identifiziert werden[5]. Funktionelle Analysen haben gezeigt,
daß DSM-2 (ICERE) eine Rolle in der Resistenz gegen
Etoposid spielt[6]. Mittels complex cDNA-hybridisation konnten
weitere 120 differentiell exprimierte Gene identifiziert
werden[7].
Durch 2-D-Gel Analyse konnten wir mehr als 70 differentiell
exprimierte Proteine (pH 2,8-pH 10) identifizieren und in
sensitiven und resistenten MeWo Melanomzelllinien vergleichen
[4, 8].
Immuntherapie und Vakzinentwicklung
A. Paschen, W. Osen, W. Jing, D. Thomas, E. Gelen,
A. Reitz, T. Lehmann, D. Kolitsch, A. Sucker, C. Sterzik,
R. Heber, J. Müller-Berghaus
In Zusammenarbeit mit: Prof. Pierre Coulie (Ludwig Institut,
Brüssel, Belgien); Prof. Georgio Parmiani (National Cancer Institute,
Mailand, Italien), Prof. Dr. Marcus Maeurer (Mikrobiologie,
Mainz), Prof. Dr. Hans-Georg Rammensee (Tübingen), Prof. Dr.
Reinhard Dummer (Zürich, Schweiz), Prof. Dr. Carmen
Scheibenbogen (Charité Berlin), Prof. Frederico Garrido
(Granada, Spanien), PD Dr. Gerd Sutter & Dr. Ingo Drexler
(Virologie, GSF München), Prof. Lutz Gissmann (DKFZ, Abt.
F020), Prof. Dr. Harald Klüter & Dr. X D. Nguyen
(Transfusionsmedizin, Mannheim), Dr. Siegfried Weiss (GBF
Braunschweig) Prof. T. Chakraborty & PD Dr. E. Domann
(Mikrobiologie, Gießen), PD Dr. Harald Kropshofer und PD Dr.
Anne Vogt (Roche Institut für Molecular Genetics, Basel,
Schweiz).
Die zunehmende Anzahl der experimentellen Belege dafür,
daß tumorassoziierte Antigene (tumor-associated antigens
= TAA) durch das Immunsystem spezifisch erkannt werden,
ließen das Konzept der Tumorvakzinierung aussichtsreich
erscheinen und führte zu der Entwicklung verschiedener
Tumor-spezifischer Vakzinierungsstrategien [9]. Die Anwendung
solcher Behandlungsstrategien in klinischen Phase I/
II Studien führte jedoch zu therapeutischem Erfolg in nur
einer kleinen Anzahl von Krebspatienten [10]. Dieses Ergebnis
ist zum Teil darauf zurückzuführen, daß die Patienten
in diesen Studien schon in fortgeschrittenen Krankheitsstadien
waren, aber möglicherweise auch darauf, daß die
meisten Vazinierungsstrategien ausschließlich auf die Induktion
einer tumorspezifischen CD8+-T-Zell (CTL) Immunreaktion
ausgerichtet waren. Obwohl CTL die Fähigkeit besitzen,
Tumorzellen unmittelbar zu töten, hängen die Induktion
und Erhaltung ihrer Effektorfunktion sehr stark von der Teilnahme
antigenspezifischer CD4+ T-Helferzellen an der Immunreaktion
ab. Aus diesem Grund muß eine Immuntherapie
für Krebserkrankungen auf die Mobilisierung von sowohl
CD8+ wie auch CD4+ T-Zellen hinsteuern. Um dieses Ziel
zu erreichen, müssen zuerst die von den Tumorzellen präsentierten
immunogenen TAA-spezifischen T-Zellepitopen
identifiziert werden.
Die Arbeitsgruppe “Immuntherapie und Vakzinentwicklung”
verfolgt daher zwei Hauptzielen: (I) die Identifizierung antigenspezifischer
T-Zellepitopen als eine Voraussetzung für
(II) die Entwicklung wirksamer antigenspezifischer, auf T-
Zellen gerichteter Immuntherapien.