MDCK-MRP2 - Dkfz

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Forschungsschwerpunkt E
Innovative Krebsdiagnostik und -therapie
Funktionen von Gangliosiden, Galectinen und
Sialidasen während der onkogenen
Transformation
Aktivität vorwiegend der Universitäts-Abteilung zugeordnet
In Zusammenarbeit mit Prof. H-J. Gabius, Inst. f. Physiologische
Chemie, München; Dr. M. Schnölzer and PD Dr. D. Kübler, DKFZ;
Prof. A. Heck, Center for Biomolecular Research, Utrecht University,
Niederlande; Prof. K. Wasano, Kyushu University, Fukuoka,
Japan; Prof. I. Kuwabara, University of California, Sacramento,
USA; Prof. C.G. Dotti, Turin, Italien.
Ganglioside sind Glycosphingolipide die einen oder mehrere
Sialinsäurereste enthalten. Sie sind Bestandteil der Plasmamembran
aller Vertebraten und modulieren verschiedene
zelluläre Funktionen. Neben ihren normalen Funktionen
könnnen Ganglioside auch bei der onkogenen Transformation
von Zellen eine Rolle spielen. Alle Tumorzellen produzieren
von der Ausgangszelle unterschiedliche Profile und
Strukturen der Zelloberflächen-Glycosphingolipide. Daher
sind diese Bestandteile und ihre Bindungspartner nicht nur
ein geeigneter Ansatzpunkt für die Diagnose und Therapie
von menschlichen Tumoren, sondern möglicherweise
auch an der Karzinogenese direkt beteiligt. Spezifische
Änderungen der Gangliosidbildung während der Tumorgenese
entstehen durch die Modifikation der Gangliosid-
Biosynthese und der Plasmamembran-gebundenen
Sialidase, die Sialinsäure von bestimmten Gangliosiden abspaltet.
In einem Zellkulturmodell konnten wir zeigen, dass
die Aktivität der Sialidase bei der Wachstumskontrolle von
Tumorzellen eine Rolle spielt. Jüngste Ergebnisse einer Kooperation
mit Prof. H.-J. Gabius demonstrierten, dass β-
Galactosid-bindende Lectine, die Galectine, Bindungspartner
und Effektoren in der Sialidase-abhängigen Wachstumskontrolle
sind. In einer Kooperation mit Dr. Martina Schnölzer
und PD Dr. D. Kübler untersuchen wir gegenwärtig den
Signalübertragungsweg, der das Sialidase-Gangliosid-
Galectin-Netzwerk beeinflußt [10, 23, 24, 28, 31, 36].
Der Wnt/β-Catenin Signalweg als therapeutisches
Ziel in kolorektalen Tumoren
Ziel des Projektes ist die Aufklärung der molekularen und
biochemischen Mechanismen, die der Pathogenese kolorektaler
Tumoren unterliegen, um sie für neue Therapien
nutzbar zu machen. Insbesondere werden Mechanismen
untersucht, über welche die Signalaktivität von β-Catenin
selektiv in Kolontumorzellen inhibiert werden kann. Beta-
Catenin ist zentraler Bestandteil des Wnt-/β-catenin-Signalweges,
der maßgeblich an der Regulation von Zellteilung,
Migration und Differenzierung von Epithelzellen beteiligt ist.
Die überwiegende Mehrheit kolorektaler Tumoren, aber
auch andere Tumorentitäten, werden durch Mutationen
in verschiedenen Komponenten dieses Signalweges ausgelöst
[20, 21, 22].
Mit Hilfe eines Reportergen-Testsystems gelang es uns zu
zeigen, dass sowohl Aspirin wie Indomethacin die β-Catenin/
TCF-vermittelte Signalaktivität selektiv in Kolonkarzinomzellen
inhibieren. Ursache hierfür scheint eine erhöhte Stabilität
der Serin/Threonin-Phosphorylierung von β-Catenin zu sein.
Zudem wurde gezeigt, dass die Phosphorylierung der
Glykogensynthasekinase-3β (GSK-3β), welche wie b-catenin
Bestandteil des Wnt-/β-catenin-Signalweges ist, ebenfalls
stabilisiert wird [3, 4].
Über die Hybridisierung von Oligonucleotid-Microarrays konnten
im folgenden Gene identifiziert werden, deren Expression
durch Aspirin und Butyrat beeinflußt wird. Hierzu ge-
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Gentherapie von Tumoren
Abb.: Beispiele für die histologischen und cytologischen Färbeeigenschaften
des p16ink4a Antigens in Proben erhalten von
einer hochgradigen Zervix Dysplasie.
DKFZ 2004: Wissenschaftlicher Ergebnisbericht 2002 - 2003
hören insbesondere Zielgene des Wnt-/β-catenin- sowie
des Ras-Signalweges (cyclin D1, cyclin E, c-myc, Fosl1, cfos,
Cd44, und follistatin). Sowohl Aspirin wie Butyrat scheinen
hierbei der onkogenen Aktivität von ras bzw. b-catenin
entgegen zu wirken. Die Arbeiten unterstreichen die Bedeutung
der Feinregulation von b-catenin für die Pathogenese
des Kolonkarzinoms und weisen es als ‚Schlüsselmolekül‘
zur Entwicklung zielgerichteter Krebstherapien aus
[7].
Experimentelle Therapie, Vakzinierung
Analyse der Immunmechanismen gegen MSI-
Frameshift-Peptide von MSI + -Tumoren
(T Zell- und Antikörper-Antworten)
Aktivität vorwiegend der Universitäts-Abteilung zugeordnet
Zusatzfinanzierung: Deutsche Krebshilfe (2003-2006)
Aus einer Vielzahl von MSI-induzierten Frameshiftpeptiden
wurden 10 Neopeptide für eine eingehendere
immunologische Analyse aufgrund der Mutationsrate und
der immunologischen Eigenschaften ausgewählt. Die bisherigen
Ergebnisse zeigen: (I) Die Neopeptide induzieren
eine starke humorale und zelluläre Immunität bei Patienten
mit MSI-Tumoren. (II) Keimbahnmutationsträger ohne
manifeste Erkrankung (gesunde Anlageträger) zeigen eine
starke Immunantwort gegen Frameshift-Neopeptide [26,
30, Schwitalle et al. eingereicht]. Dagegen wurde keine
solche Reaktion bei gesunden Kontrollpersonen beobachtet.
Die Immunantwort ist daher sehr wahrscheinlich an
der Kontrolle der MSI-Tumoren beteiligt. Dementsprechend
könnten Vakzinen auf der Basis solcher MSI-induzierter
Neopeptide HNPCC-Risiko-Patienten schützen. Auf der Basis
dieser Ergebnisse bereiten wir derzeit klinische Vakzinierungsstudien
vor.
Analyse der Immunmechanismen gegen
p16ink4a bei Patienten mit HPV-assoziierten
Tumoren
(T Zell- und Antikörper-Antworten)
Aktivität vorwiegend der Universitäts-Abteilung zugeordnet
Als Folge der deregulierten Expression von HPV E7 kommt
es zu einer starken Überexpression von p16ink4a in HR-
HPV induzierten Dysplasien und Karzinomen. Normalerweise
wird p16ink4a nur in wenigen Zellen des Körpers im
Zellkern exprimiert, während es bei HPV-assoziierten
Dysplasien zu einer massiven Überexpression in Zytoplasma
und Kern kommt, die zu einer Immunreaktion gegen das
körpereigene Protein führen könnte. Wir konnten
p16ink4a-reaktive T-Zellen aus Biopsien von Patienten mit
hochgradigen Zervixdysplasien oder invasiven Tumoren isolieren.
Die p16ink4a-spezifischen T-Zellen waren zytotoxisch
und konnten Zervixkarzinomzellen in einem HLArestringierten
Modell lysieren. Außerdem konnte nachge-