Studien zur zellbiologischen Funktion des Progressions-assoziierten Proteins (PAP) und dessen Bedeutung fur die Invasivitat von Mammakarzinomzellen

Published: Oct. 25, 2000, 11 a.m.

b'Die Identifizierung von Genen, deren Expression Einflu\\xdf auf die Metastasierung von Tumoren nimmt,\\nstellt eine M\\xf6glichkeit zur Verbesserung sowohl diagnostischer als auch therapeutischer Ans\\xe4tze in\\nder Behandlung von Krebs dar. Jede achte Frau in westlichen Industrienationen erkrankt an\\nBrustkrebs, wobei die Entwicklung neuer Methoden zur fr\\xfchzeitigen Erkennung von Metastasen und\\nderen zielgerichtete Behandlung entscheidend ist, um eine Therapie von Patientinnen mit\\nprogressivem Mammakarzinom zu erm\\xf6glichen.\\nEntwickelt sich eine Zelle eines Prim\\xe4rtumors zu einer invasiven metastasierungsf\\xe4higen Zelle, so ist\\nf\\xfcr diese Ver\\xe4nderung des Ph\\xe4notyps eine grundlegende Modifizierung in der Expression zahlreicher\\nGene zu erwarten. In einem zellul\\xe4ren Modellsystem f\\xfcr die Progression des Mammakarzinoms wurde\\nin der invasiven Zellinie MCF-7ADR das \\u201eProgressions-assoziierte Protein\\u201c (PAP) identifiziert, in der\\nnicht-invasiven Zellinie MCF-7 konnte dagegen keine Expression nachgewiesen werden. Die\\nAufgabenstellung dieser Arbeit ist die Kl\\xe4rung der Bedeutung der Expression dieses Gens f\\xfcr die\\nVer\\xe4nderung einer Zelle von einem nicht invasiven hin zu einem invasiven Ph\\xe4notyp.\\nPAP stellt ein Protein mit 157 Aminos\\xe4uren dar und geh\\xf6rt zur PMP22-Genfamilie, deren Mitglieder\\nputative Viertransmembran-Rezeptoren sind. Neben der Hypothese der Einflu\\xdfnahme von PAP auf die\\nMetastasierungsf\\xe4higkeit einer Zelle werden f\\xfcr die Homologen eine Vielzahl zellul\\xe4rer Funktionen\\npostuliert, wie z.B. die Ausbildung von Zell-Zell-Kontakten, Adh\\xe4sionsvermittlung, Zellzyklusregulation,\\nTumorgenese und Apoptose.\\nDie in dieser Arbeit durchgef\\xfchrten Expressionsstudien zeigten, da\\xdf PAP in einer Vielzahl von\\nNormalgeweben exprimiert wird, mit Ausnahme von Geweben des Zentralen Nervensystems (ZNS)\\nund peripherer Blutlymphozyten. Erste vergleichende Pr\\xe4valenzstudien mittels Northern-Blot-\\nAnalysen zwischen Tumor- und Normalgewebe einzelner Patienten wiesen im Fall von\\nGewebeproben aus Organen des Zentralnervensystems eine positive Korrelation der PAP-Expression\\nmit den Tumorproben auf. Eine Untersuchung von Mammakarzinom-Zellinien mit unterschiedlichem\\nMetastasierungsgrad in der Nacktmaus belegte, da\\xdf PAP lediglich in den als metastasierend\\neingestuften Zellen exprimiert wurde.\\n\\xdcber gekoppelte in vitro Transkription/Translation konnte gezeigt werden, da\\xdf die in einen\\nExpressionsvektor klonierte PAP-cDNS f\\xfcr ein Protein mit einer Gr\\xf6\\xdfe von etwa 18 kDa kodierte.\\nAuch mittels Immunfluoreszenzstudien transient transfizierter COS-7-Zellen konnte die Expression\\neines Epitop-markierten Proteins und die Lokalisierung an der Zellmembran nachgewiesen werden.\\nPAP exprimierende Zellen waren nicht apoptotisch, jedoch oft auffallend abgerundet.\\nEinzelne Klone stabil transfizierter MCF-7-Zellen, die PAP konstitutiv exprimierten, zeigten kein\\nanderes Wachstumsverhalten in Proliferationstests gegen\\xfcber der untransfizierten oder den mocktransfizierten MCF-7-Zellen. Auch ihr Verhalten in in-vitro-Invasionstests unterschied sich nicht\\nvon dem der Ursprungszellen, w\\xe4hrend MCF-7ADR hier starke Invasivit\\xe4t aufwies. Eine endg\\xfcltige\\nAussage \\xfcber eine Funktion von PAP bei der Invasion von Tumoren kann jedoch erst nach der\\nAuswertung von Experimenten in Nacktm\\xe4usen gemacht werden.\\nDurch Serumentzug wachstumsarretierte humane Prim\\xe4rzellen zeigten f\\xfcr PAP eine inverse\\nRegulation im Vergleich zu dem homologen Protein PMP22. PAP wurde in proliferierenden Zellen\\nst\\xe4rker exprimiert als in arretierten, w\\xe4hrend f\\xfcr PMP22 ein Anstieg der RNS in arretierten Zellen zu\\nbeobachteten war.\\nDie Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, da\\xdf alleine die Expression von PAP nicht ausreicht, um MCF-7-\\nZellen in vitro zur Invasion zu bef\\xe4higen. Daf\\xfcr k\\xf6nnten allerdings sowohl extrazellul\\xe4re Stimuli, als\\nauch intrazellul\\xe4re Interaktionspartner fehlen, die zur \\xc4nderung des Ph\\xe4notyps der Zellen und zur\\nInvasion notwendig sein k\\xf6nnten. Da Rezeptoren jedoch in allen Schritten der Metastasierung von\\ngrundlegender Bedeutung sind, kann auch f\\xfcr PAP nicht ausgeschlossen werden, da\\xdf es in diesen\\nkomplexen zellul\\xe4ren Mechanismen eine Rolle spielt.\\nEin Einflu\\xdf auf die Proliferationsf\\xe4higkeit von Zellen konnte durch die konstitutive Expression von\\nPAP nicht nachgewiesen werden. Eindeutig belegt werden konnte aber eine Korrelation mit dem\\nZellzyklus. Durch Serumentzug arretierte prim\\xe4re Zellen zeigten eine verminderte PAP-Expression im\\nVergleich zu proliferierenden Zellen.\\nDie \\xdcberexpression von PAP in COS-7-Zellen l\\xe4\\xdft allerdings die Vermutung zu, da\\xdf PAP, ebenso wie\\ndas homologe PMP22, einen Einflu\\xdf auf die Zellmorphologie und auf die Adh\\xe4sion von Zellen haben\\nk\\xf6nnte. PAP k\\xf6nnte dabei in einen Adh\\xe4sion-regulierenden Mechanismus eingebunden sein, der bei\\neiner \\xdcberexpression von PAP zu einem Abrunden der Zellen und einem Substratkontaktverlust\\nf\\xfchren k\\xf6nnte. Unter physiologischen Bedingungen k\\xf6nnte dies f\\xfcr das Losl\\xf6sen der Zellen w\\xe4hrend\\nder G2-Phase des Zellzyklus notwendig sein. Bei einer fehlerhaften Regulation (einer gesteigerten\\nExpression von PAP) unter pathologischen Bedingungen k\\xf6nnte eine leichtere Losl\\xf6sung von\\nTumorzellen die Metastasierung beg\\xfcnstigen. Denkbar w\\xe4re eine Interaktion von PAP mit Integrin-\\nRezeptoren, wodurch die Affinit\\xe4t des Integrins beeinflu\\xdft werden k\\xf6nnte. Diese Hypothese bietet\\neinen Ansatzpunkt f\\xfcr weitere Studien bez\\xfcglich des Einflusses von PAP auf zellul\\xe4re Vorg\\xe4nge, wie\\nZellzyklus-Regulation und Zellwanderung.'