Beeinflussung des Metastasierungspotentials beim Ovarial- und Mammakarzinom durch das Metastasen-assoziierte Gen MTA1 und das Leucin zipper downregulated in cancer 1-Gen (LDOC1)

Jückstock, Julia (2017): Beeinflussung des Metastasierungspotentials beim Ovarial- und Mammakarzinom durch das Metastasen-assoziierte Gen MTA1 und das Leucin zipper downregulated in cancer 1-Gen (LDOC1). Habilitationsschrift, LMU München: Medizinische Fakultät

Abstract

The metastasis-associated gene MTA3 is downregulated in advanced endometrioid adenocarcinomas. Histol Histopathol. 2010 Nov;25(11):1447-56 Zusammenfassung: Im vorliegenden Text werden Untersuchungen an Gewebeproben von Endometriumkarzinomen auf die MTA3-Expression und einen potentiellen Zusammenhang dieser Expression mit dem Östrogenrezeptor alpha und beta beschrieben. Außerdem untersuchten wir die prognostische Relevanz von MTA3 hinsichtlich progressionsfreiem, tumorbedingtem und Gesamtüberleben, die sich jedoch nicht bestätigte. Durch immunhistochemische Reaktionen an 200 Gewebeproben von Endometriumkarzinomen konnten wir zeigen, dass die Expression von MTA3 in gering differenzierten Karzinomen (G3 nach TNM) signifikant niedriger ist, als in G1- oder G2-Tumoren (p < 0,05). Das korreliert mit dem größeren Metastasierungspotential und dem verstärkt invasiven Wachstum von G3-Karzinomen. Allerdings ließ sich keine Korrelation zwischen der MTA3-Expression und dem Östrogenrezeptor nachweisen. Da MTA3 keinen unabhängigen prognostischen Faktor darstellt, eignet es sich nicht zur Identifizierung von Hochrisikopatientinnen. Trotzdem ist es, wenngleich in noch unbekannter Weise, in die Karzinogenese von Endometriumkarzinomen involviert. Nachdem die MTA3 nachgeschalteten Signalwege noch nicht im Detail bekannt sind, sollten weiterreichende Untersuchungen auf diesem Gebiet zum Ziel haben, die Rolle von MTA3 beim Endometriumkarzinom vollständig aufzuklären.

Abstract

Function and regulation of MTA1 and MTA3 in malignancies of the female reproductive System Cancer Metastasis Rev. 2014 Dec;33(4):943-51 Zusammenfassung: Die folgende Arbeit gibt einen Überblick über die Rolle der Metastasen-assoziierten Gene MTA1 und MTA3 beim Ovarial-, Zervix- und Endometriumkarzinom. Sie gehören zur Familie der nukleären Transkriptionsfaktoren und haben neben der Regulierung bestimmter Gene auch die Aufgabe, den Zellzusammenhalt in Geweben zu fördern und aufrechtzuerhalten. Daneben stellen sie einen wichtigen Faktor bei der lymphopoetischen Zelldifferenzierung dar. Dabei ist MTA3 für die Aufrechterhaltung des epithelialen Phänotyps verantwortlich, während MTA1 in die epithelial-mesenchymale Transition (EMT) involviert ist. Die wesentlichen Zielstrukturen von MTA1 und MTA3 sind Snail, E-Cadherin, STAT-Proteine (Signal transducers and Activators of Transcription) und der Östrogenrezeptor, die mit Hilfe von in der Promotorregion der Gene ansetzenden Histon-modifizierenden Enzymen sowohl aktiviert, als auch inaktiviert werden können. Da es bislang keine Publikationen zur MTA-Expression im Epithel der Ovarien und Tuben gab, untersuchten wir das Vorhandensein von MTA1, MTA3, E-Cadherin, und des Östrogenrezeptors in diesen Zellen und konnten MTA1, MTA3 und den Östrogenrezeptor alpha sowohl im Ovar als auch in der Tube nachweisen, während E-Cadherin nur in der Tube nachweisbar war. Unsere Untersuchungen zeigten außerdem, dass die MTA1-Expression mit der Aggressivität des Tumors korreliert: So exprimieren fortgeschrittene und gering differenzierte Ovarialkarzinome mehr MTA1 als frühe und gut differenzierte Karzinome. Die MTA3-Expression ist dagegen beim Ovarialkarzinom im Vergleich zu gesunden Ovarialzellen leicht reduziert. Bei Zervixkarzinomen korreliert die Expression von MTA1 ähnlich wie beim Ovarialkarzinom mit dem Invasions- und Metastasierungspotential des Tumors. Ist MTA1 in großer Anzahl in der Zelle vorhanden, ist das ein unabhängiger Prognosefaktor für sowohl das krankheitsfreie als auch das Gesamtüberleben. Beim Endometriumkarzinom spielt MTA1 im Vergleich zu MTA3 nur eine untergeordnete Rolle: Die MTA3-Expression ist in gering differenzierten Endometriumkarzinomen signifikant vermindert, allerdings ohne prognostische Relevanz, während bei Stromatumoren des Uterus eine hohe Expression von MTA3 das Überleben der Patientinnen signifikant verkürzt. Die klinische Bedeutung der MTA-Gene und ihrer Genprodukte liegt in der Möglichkeit, spezifische Medikamente zu entwickeln, die entweder die MTA-Expression minimieren, oder an späterer Stelle im nachgeschalteten Signalweg eingreifen. Eine vielversprechende Substanz hierfür ist Inositol, das allerdings in dieser Indikation bislang nur in vorklinischen Untersuchungen angewendet wurde.

Abstract

Loss of LDOC1 expression by promoter methylation in cervical cancer cells Cancer Invest. 2013 Nov;31(9):571-7 Zusammenfassung: Das Leucin zipper downregulated in cancer 1-Gen (LDOC1) kommt ubiquitär im menschlichen Körper und damit auch in vielen Geweben des weiblichen Genitaltrakts vor und ist ein potentieller Tumorsuppressor. In unseren Untersuchungen an Zervixkarzinom-Zelllinien und Gewebeproben von Zervixkarzinomen zum Nachweis der Expression von LDOC1 war dieses Gen in vier der sechs untersuchten Zelllinien inaktiviert. Im Karzinomgewebe stellten wir ebenfalls ein Herunterregulieren des LDOC1-Gens fest. Nicht-maligne Fibroblasten und mononukleäre Blutzellen dienten als Kontrolle, in denen die LDOC1-Expression nicht beeinträchtigt war. Da der Mechanismus der LDOC1-Inaktivierung in den Zervixkarzinom-Zellen nicht bekannt war, führten wir PCR-basierte Untersuchungen hinsichtlich Gen-Deletionen, Rearrangements und epigenetischen Veränderungen durch und konnten (Hyper-)Methylierungen in der Promotorregion des Gens als Ursache der fehlenden LDOC1-Expression feststellen. Hierbei wird die DNA des Promotors chemisch modifiziert, indem durch spezifische Enzyme, die DNA Methyltransferasen (DNMT), an bestimmten Stellen Methylgruppen angefügt werden. Der Nachweis der Promotor-Methylierung gelang mittels Methylierungs-spezifischer Primer (MSP) in allen Zelllinien mit inaktivierter LDOC1-Expression. Nach Anwendung des etablierten DNMT-Inhibitors Decitabin (AdC) exprimierten die Zellen LDOC1 zum größten Teil wieder. Weitere Analysen zeigten, dass eine Überexpression von LDOC1 in Zervixkarzinom-Zelllinien zur Apoptose und damit zum Zelltod führt. Bezüglich der LDOC1-Expression im Zervixkarzinom-Gewebe fanden wir bei drei von insgesamt neun Patientinnen eine verminderte, bei weiteren drei Patientinnen eine normale Expression, während die restlichen drei Patientinnen sogar leicht erhöhte Expressionslevel im Vergleich zu gesunden Zervixgewebeproben zeigten. Unsere Untersuchungen lassen vermuten, dass die Überexpression von LDOC1 zu einem pro-apoptotischen Phänotyp der malignen Zellen führt, während das Herunterregulieren bzw. die Inaktivierung des Gens einen Überlebensvorteil für die Karzinomzellen darstellt und mit einer schlechteren Prognose für die Patientin verbunden ist.

Abstract

Epigenetic silencing of the LDOC1 tumor suppressor gene in ovarian cancer cells Arch Gynecol Obstet. 2014 Jul;290(1):149-54 Zusammenfassung: Ähnlich unseren Untersuchungen zur LDOC1-Expression beim Zervixkarzinom, führten wir Analysen zum Nachweis dieses potentiellen Tumorsuppressorgens an Ovarialkarzinom-Zelllinien durch: In vier von sieben Zelllinien war das LDOC1-Gen regelrecht exprimiert, während sich in den anderen Zelllinien eine komplette Inaktivierung des Gens zeigte, die wie bei unseren Versuchen an Zervixkarzinom-Zelllinien ebenfalls durch Methylierungen in der Promotorregion hervorgerufen wurde. Die Reaktivierung der LDOC1-Expression und damit seiner physiologischen Funktion gelang, analog zum Zervixkarzinom, durch Zugabe von Decitabin. Hierdurch konnte die epigenetische Regulation des Gens durch (Hyper-)Methylierung der Promotorregion indirekt bestätigt werden. Dieser Ansatz könnte in Zukunft auch zur pharmakologischen Regulation des LDOC1-Gens und damit zur Gentherapie bei Ovarialkarzinomen, insbesondere bei beispielsweise Platin-resistenten Rezidiven, angewendet werden: Man kann davon ausgehen, dass die Resistenz der Karzinomzellen gegen Chemotherapeutika unter anderem durch epigenetische Regulationsmechanismen im Sinne einer Inaktivierung von pro-apoptotischen Genen wie dem LDOC1-Gen verursacht wird. Die Aufrechterhaltung der physiologischen Funktion dieses Gens als potentieller Tumorsuppressor kann mit Hilfe geeigneter Substanzen wie Decitabin erreicht werden, wodurch die (Re-)Sensibilisierung der malignen Zellen gegenüber Chemotherapeutika gewährleistet wäre. Sollte sich in weiteren Versuchen LDOC1 außerdem als zuverlässiger Biomarker zum Nachweis von malignen Ovarialzellen erweisen, wäre seine Bestimmung im peripheren Blut eine einfache, nicht-invasive Möglichkeit zur Früherkennung von Ovarialkarzinomen.

• Dokumententyp: Habilitationsschriften
• Themengebiete: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften ; 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin und Gesundheit
• Fakultäten: Medizinische Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Deutsch
• Datum der mündlichen Prüfung: 2017