MDCK-MRP2 - Dkfz

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Forschungsschwerpunkt E
Innovative Krebsdiagnostik und -therapie
einsetzen können. Damit verbunden ist die Erfahrung, dass
die DAR in Wasser schneller abläuft als in organischen Lösungsmitteln
und sie vor allem in diesem Medium auch durch
Einsatz von Mikrowellen weiter beschleunigt werden kann.
Erst eigene Untersuchungen bestätigen dieses Verhalten.
Mit dem von uns entwickelten Ansatz verfolgen wir mehrere
Ziele. Lektine, definitionsgemäß Saccharid bindende
Proteine, sind am Prozess der Zell-Zell-Interaktion beteiligt.
Wir prüfen, ob die von uns dargestellten Furan-Saccharid-Mimetika
an diese Lektine binden können und damit
in diesen Prozess eingreifen können. Dabei gestattet
die Funktionalisierung mit z.B. Biotin den einfachen Nachweis
dieser Bindung und damit auch den Nachweis der
Lektine oder Saccharid bindenden Proteine. Aufbauend
auf diese Untersuchungen können die Furan-Saccharid-
Mimetika als Therapeutika entwickelt werden, wobei wir
vor allem an einer Inhibition der Metastasierung durch diese
Substanzen arbeiten.
Die DAR der Furan-Saccharid-Mimetika kann aber auch noch
in anderer Weise genutzt werden. Viele Proteine treten
unter physiologischen Bedingungen als Glycoproteine auf.
Die biologische Funktion dieser Glycosilierung ist in vielen
Fällen noch nicht geklärt, doch scheint die Lebensdauer
der Proteine dadurch bestimmt zu werden. Mit Hilfe der
DAR lassen sich Proteine nun nach Einführung eines
Dienophils, z.B. Maleinimid, in definierter Weise mit unseren
Furan-Saccharid-Mimetika modifizieren, so dass Struktur-Wirkungsbeziehungen
ermittelt werden können. Auch
zur Entwicklung von Glyco-Chips, die mit diesen Furan-
Saccharid-Mimetika beladen sind, lässt sich diese Technologie
einsetzen.
Die Bedeutung chemoresistenter Stromazellen
für die Vorhersage der Wirkung von
Chemotherapie bei menschlichen Tumoren
C. Granzow, M. Kopun-Granzow, M. Heuser, M. Simon
In Zusammenarbeit mit: PD Dr. Andreas Dietz, Dr. Ralph Dollner
und Dr. A. Rueß, Universitäts-HNO-Klinik Heidelberg; Prof. Dr.
Heinrich D. Becker und PD Dr. Felix Herth, Thoraxklinik Heidelberg;
Dr. Mamdouh Moawad Ali Hassan, Biochemistry Dept., Div.
of Genetic Engineering and Biotechnology, National Research
Centre, Kairo, Ägypten; Prof. Dr. Herwig Ponstingl, DKFZ.
Menschliche Tumoren beinhalten mehrere proliferierende
Zelltypen (Mikroheterogenität). Neben für die jeweilige
Tumorart spezifischen, malignen Zellverbänden findet man
im Tumorgewebe variierende Anteile von sogenannten
Stromazellen. Es handelt sich dabei um nichtmaligne Zellen,
vor allem Fibroblasten, Endothelzellen und sonstige
Elemente des Gefäßbindegewebes, das die Tumoren stützt
und ernährt. Der herrschenden Lehrmeinung zufolge
kommt Chemoresistenz nur bei den malignen Tumorzellen
vor, während Stromazellen prinzipiell als empfindlich für
Zytostatika gelten. Unsere gemeinsam mit der Thoraxklinik
unter Einsatz eines innovativen Verfahrens durchgeführten
in vitro-Untersuchungen an Explantaten von Lungentumoren
hatten schon früher gezeigt, dass Fibroblasten
und Endothelzellen des Tumorstromas in Wirklichkeit häufig
exzessive Resistenz gegenüber einzelnen, meist jedoch
mehreren Zytostatika (sog. Multidrogenresistenz) aufweisen.
Das Resistenzverhalten von Tumor- und Stromazellen
ist zudem häufig diskordant: chemoresistente Tumorzellen
können sowohl mit sensiblen als auch mit chemoresistenten
Stromazellen koexistieren. Dasselbe gilt für chemosensible
Tumorzellen, ohne dass hierfür bisher Regeln erkennbar
Abteilung E080
Molekulare Toxikologie
DKFZ 2004: Wissenschaftlicher Ergebnisbericht 2002 - 2003
sind. Gleichartige Feststellungen haben wir im Berichtszeitraum
bei menschlichen Kopf-Hals-Tumoren gemacht [15].
Zusammen mit Einzelbeobachtungen an weiteren Tumorentitäten
berechtigt uns dies zu der Annahme, ein generell
gültiges Prinzip identifiziert zu haben. Die diesbezügliche
Lehrmeinung ist entsprechend zu revidieren. Die genannten
Fakten sind von ganz entscheidender Bedeutung
für die Vorhersagbarkeit der Wirkung von Chemotherapie
beim Patienten durch in vitro-Tests an explantiertem Tumorgewebe.
Natürlich vereitelt die Anwesenheit mehrerer,
unabhängig voneinander zur Resistenzbildung befähigter
Zelltypen im Explantat zwangsläufig eine klinisch verwertbare,
prätherapeutische Identifizierung von Sensibilität oder
Resistenz der malignen Tumorzellen gegenüber Chemotherapie,
solange das Verhalten der einzelnen in Frage kommenden
Zelltypen nicht separat ermittelt wird. Unsere Beobachtungen
könnten helfen zu erklären, warum die zahlreichen
konventionell, d.h. ohne eine solche Differenzierung
durchgeführten Testverfahren in der Klinik ausnahmslos
versagt haben. Gemeinsam mit unseren klinischen Partnern
konnten wir praxiskonforme Verfahren zur Chemosensibilitätstestung
etablieren, die zwischen den beteiligten
Zelltypen differenzieren [15]. Solche Tests erlauben
spezifische Feststellungen zur Sensibilität oder Resistenz
der für den Erfolg von Chemotherapie maßgeblichen, malignen
Zellen. Sie werden zur künftigen Therapieplanung
beitragen [16].
In einem anderen Projekt wird die Modulierbarkeit der
Chemoresistenz von Tumorzellen bearbeitet. Unter Anwendung
des Sensitizers Verapamil und des photoreaktiven
Zytostatikums Napavin konnte die durch P-Glykoprotein
vermittelte Multidrogenresistenz in vitro rasch und vollständig
behoben werden [17]. Die zu erwartende Übertragbarkeit
des Verfahrens auf weitere resistenzvermittelnde
Transportproteine, z. B. MRP1, ist Gegenstand laufender
Untersuchungen.
Publikationen (* = externer Koautor)
[1] *Arlt, V.M., Stiborová, M., Schmeiser, H.H.: Aristolochic acid
as a probable human cancer hazard in herbal remedies: a review.
Mutagenesis 17 (2002) 265-277.
[2] *NortierJ.L., Schmeiser H.H., *Muniz M.-C., Arlt V.M.,
*Vervaet C., *Garbar C.H., *Daelemans P., *Vanherweghem J.-
L.*: Invasive urothelial carcinoma after exposure to Chinese
herbal medicine containing aristolochic acid may occur without
severe renal failure. Nephrol. Dial. Transplant. 18 (2003) 426-
428.
[3] *Arlt V.M., *Ferluga D., Stiborová M., *Pfohl-Leszkowicz A.,
*Vukelic M., *Ceovic S., Schmeiser H.H., *Cosyns J.-P. : Is
aristolochic acid a risk factor for Balkan endemic nephropathyassociated
urothelial cancer? International Journal Cancer 101
(2002) 500-502.
[4] Stiborová M, Frei E., *Sopko B., Wiessler M., Schmeiser H.H.:
Carcinogenic aristolochic acids upon activation by DT-diaphorase
form adducts found in DNA of patients with Chinese herbs nephropathy.
Carcinogenesis 23 (2002) 617-625.
[5] Stiborová M., Frei E., *Sopko B., *Sopková K., *Marková V.,
*Lanková M., *Kumstýrová T., Wiessler M., Schmeiser H.H.: Human
cytosolic enzymes involved in the metabolic activation of
carcinogenic aristolochic acid: evidence for reductive activation
by human DT-diaphorase. Carcinogenesis 24 (2003) 1695-1703.
[6] Stiborová M., *Stiborová-Rupertová M., *Borek-Dohalska L.,
Wiessler M., Frei E.: Rat microsomes activating the anticancer
drug ellipticine to species covalently binding to deoxyguanosine
in DNA are a suitable model mimicking ellipticine bioactivation in
humans. Chem. Res. Toxicol. 16 (2003) 38-47.