MDCK-MRP2 - Dkfz

Forschungsschwerpunkt F
Infektion und Krebs
len induzieren. IFN-β ist als “immediate-early” Gen für die
autocrine/paracrine Synthese der sog. “delayed interferon
response”, d. h. für die Signalamplifikation und somit für
die eigentliche antivirale und inhibitorische Funktion von
Interferon verantwortlich. Erwähnenswert ist weiterhin,
dass sich alle Zellen, also unabhängig vom in vivo Phänotyp
schützen lassen, wenn IFN-β exogen dazu gegeben wird.
Dies bedeutet, dass bei der malignen Transformation nichttumorigener
Zellen nur die TNF-α-vermittelte, also
“immediate-early” IFN-β Induktion betroffen ist. Die Analyse
einiger an der IFN-β Expression beteiligten Transkriptionsfaktoren
ergab folgendes Bild: während in Westernblotund
“band-shift”-Analysen c-jun/ATF-2, NF-B, IRF-2 und IRF-
3 in Expression und Bindung keine signifikanten Unterschiede
aufzeigten, wurde IRF-1 durch TNF-α nur in nicht-malignen
Zellen induziert. Somit scheint die IRF-1 Expression
als weiterer Faktor bei der Mehr-Stufenkarzinogenese verändert
zu werden [4].
Ad 3) Etablierung von Tiermodellen zur Virusinduzierten
Hautkarzinogenese und Therapie
I. Helfrich, M. Chen, R. Schmidt, J. Nafz, F. Rösl
Kooperationen: H-J. Gröne, Abteilung Zelluläre und molekulare
Pathologie, DKFZ, Eggert Stockfleth, Dermatologie, Charité, Berlin,
G. Fürstenberger, Eicosanoide und Tumorentwicklung, DKFZ,
U. Kloz, Abteilung Genomveränderung und Karzinogenese, DKFZ.
In Gegensatz zur Ätiologie bestimmter Papillomaviren (PV)
bei der Entstehung des Zervixkarzinoms, ist deren Rolle
bei Hauttumoren noch unklar. Um die Funktion individueller
Onkogene bei kutanen PVs zu verstehen, wurden transgene
Mäuse als Modellsytem hergestellt, die das E6 Onkogen
des Mastomys natalensis Papillomavirus (MnPV) (Tan
et al., 1994; Virology 198: 534-541) tragen, eines PV Typs,
welcher in seinem natürlichem Wirt Keratoakanthome und
Basalzellkarzinome induziert. Hier konnten wir erstmals zeigen,
dass E6 tragende Tiere nach Applikation einer Zweistufen-Karzinogenese
(= einmalige DMBA und mehrmalige
TPA Behandlung) zu 100 % Hauttumore entwickeln (im
Gegensatz zu nur 10% in nicht-transgenen Tieren). Dies
zeigt auf, dass die Expression von MnPV E6 die Entstehung
von Hauttumoren favorisiert. Während in nicht-transgenen
Tieren die entstehenden Tumore stets eine Mutation des
H-ras Onkogens an Codon 61 aufwiesen, war dies bei MnPV
E6 transgenen Mäusen nicht der Fall. Dies zeigt auf, dass
MnPV offenkündig ein aktiviertes H-ras Onkogene substituiert.
[5].
In einem weiteren Schwerpunkt geht es um eine systematische
molekularbiologische und immunhistochemische
Analyse der Wirkungsweise sog. „Immune response
modifier“ in einem Tiermodell. Die Behandlung mit dieser
Substanzklasse wird an Hauttumoren durchgeführt, welche
im Kontakt einer natürlich vorkommenden Virus-Wirt-
Interaktion (MnPV in Mastomys natalensis) entstanden sind.
Hintergrund dieser Fragestellung sind organtransplantierte
Patienten, bei denen es aufgrund einer systemischen
Immunsuppression in etwa 40% der Fälle zu malignen Hautveränderungen
wie aktinische Keratosen,
Keratoakanthome, Plattenepithel- sowie Basalzellkarzinome
kommt. Verursacht werden diese Läsionen durch die Aktivierung
latenter humaner Papillomviren, wobei UV
Exposition sowie chemische Karzinogene (z.B. Rauchen)
als Kofaktoren wirken (zur Übersicht, siehe Ulrich et al.,
2002; Der Hautarzt 53: 524-533). Als Therapie wird eine
erst seit 1998 in Deutschland zugelassene Substanz
Abteilung F030
Virale Transformationsmechanismen
(„Imiquimod“) als Creme topisch verabreicht, die lokal das
Immunsystem reaktivert (daher die Bezeichnung „Immune
response modifier“). Die lokale Applikation von Imiquimod
führt in der Regel zu einer kompletten Regression der Läsionen,
ohne dass die generelle Immunsuppression aufgehoben
wird. Ziel unseres Versuchvorhabens liegt darin, dass
wir in Heidelberg eine Mastomys natalensis Tierkolonie besitzen
(wurde bisher von Herrn Prof. Wayß geleitet), welche
latent mit Mn-Papillomviren infiziert sind. Diese Tiere entwickeln
mit zunehmendem Alter ähnliche Hautveränderungen
wie dies bei immunsupprimierten Patienten zu beobachten
ist. Das heißt, man hat hier ein natürlich vorkommendes
Tiermodellsystem in Händen, an dem man die Wirkung dieser
Stoffklasse unter definierten Bedingungen auf die Immunreaktion
in der Haut untersuchen kann. Aus detaillierten
Erkenntnissen über Wirkmechanismen der Tumorentstehung
lassen sich im Umkehrschluß therapeutische Konzepte
verbessern bzw. sogar neu entwickeln.
Ad 4) Die Verwendung von Histondeacetylase-
Inhibitoren als mögliches Therapeutikum HPVpositiver
Läsionen und Tumoren
P. Finzer, H. Karaduman, F. Rösl
Kooperationen: „Triple Crown Inc.“ USA; P. H. Krammer, DKFZ.
Die Modulation der Histonacetylierung ist ein integraler Bestandteil
von übergeordneten regulatorischen Prozessen,
welche die nukleosomale Organisation der zellulären DNA
kontrollieren. Veränderungen in der Chromatinarchitektur
wird durch ein Zusammenspiel von Histonacetylasen (= HAT)
and -deacetylasen (= HDAC) koordiniert. Um die
molekularen Effekte dieser Prozesse im Kontext der HPVinduzierten
Karzinogenese näher zu untersuchen, wurde
die Wirkung von HDAC Inhibitoren analysiert. Im Rahmen
dieser Untersuchungen konnten wir zeigen, dass viruspositive
Zellen, trotz weiterlaufender Expression der
Onkoproteine E6/E7 in der G1 Phase arretiert werden.
Dieser Effekt war begleitet von einer signifikanten Induktion
der Cyclin-abhängigen Kinase Inhibitoren (CKIs) p21 und
p27. Während beide CKIs ihre inhibitorische Funktion auf
die Cyclin-abhängige Kinase 2 (cdk2) in Anwesenheit von
E7 normalerweise nicht mehr ausüben können, zeigten
unsere Experimente, dass mit derselben Kinetik wie p21
und p27 mit dem Cyclin-cdk2 Komplex assoziierten, E7 von
der Bindung ausgeschlossen wird. Histon H1-Funktionsassays
machten deutlich, dass der Ausschluss von E7 zeitlich exakt
mit der Inaktivierung der Cyclin-abhängigen Kinase 2
(cdk2) koinzidierte. Dieser Befund hat wichtige Implikationen
hinsichtlich der Reversibilität des transformierenden Potentials
sog. “high-risk” HPV Typen. Darüber hinaus führte
die Inhibition der Histondeacetylase-Aktivität zu einer
Degradation von pRb, während die Menge des
Transkriptionsfaktors E2F unbeeinflusst blieb. Die Anwesenheit
von “freiem” intrazellulären E2F bei gleichzeitigem
G1 Arrest führt offenkundig zur klassischen “Konfliktsituation”
wodurch Apoptose durch E2F abhängige Induktion
von p73 ausgelöst wird. Somit ist es möglich mit dem
Wachstum HPV-positiver Zellen zu interferieren, ohne dabei
die viralen Genexpression zu unterbinden. Aufgrund
der geringen Toxizität von HDAC Inhibitoren auf primäre
Keratinozyten sowie die Möglichkeit das virale Transformationsprogramm
komplett zu umgehen, könnte sich diese
Stoffklasse für die therapeutische Anwendung als geeignet
erweisen [6-8].
DKFZ 2004: Wissenschaftlicher Ergebnisbericht 2002 - 2003
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