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- Androgen-Rezeptor (3) (remove)
Abirateron ist ein selektiver CYP17A1-Inhibitor und hemmt die Synthese von Steroiden wie Testosteron und Dihydrotestosteron. Molekulare Analysen an unserem PCa Zellkultur-Modell zeigten, dass Abirateron eine Hemmung der Androgen-Rezeptor(AR)-Aktivität bewirkte, die sowohl durch eine unterdrückte Expression des AR selbst als auch durch die Suppression AR-assoziierter Hitzeschock-Proteine (HSP) vermittelt wurde. Von besonderer Bedeutung waren die Analysen der AR-negativen Zelllinie PC-3 deren Proliferation unerwartet ebenso durch Abirateron gehemmt wurde. Diese Beobachtung ließ weitere, AR-unabhängige Wirkmechanismen von Abirateron vermuten. So konnte gezeigt werden, dass Abirateron die Expression von Survivin unterdrückt, möglicherweise durch die Hemmung des Survivin-Bindungspartners HSP90, was eine AR-unabhängige Reduktion der Zellzahl zur Folge hätte. Ein weiterer durch Abirateron regulierter Faktor ist die microRNA miR-1. Diese als Tumorsuppressor charakterisierte miR wurde in Gegenwart von Abirateron induziert und kann unabhängig von der Steroid-Synthese-Hemmung das Wachstum der PCa-Zellen reduzieren. Die Analyse apoptotischer Mechanismen zeigte zudem die Induktion der pro-apoptotischen Faktoren p53, HSP60 und p21, was ebenfalls auf eine antiproliferative Abirateron-Wirkung unabhängig von AR-Signalwegen hinweist. In der Gesamtheit zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit, dass Abirateron nicht nur ein Inhibitor der Androgensynthese ist, sondern auch auf davon unabhängige Signal- und Effektorkaskaden wirken kann, welche zu einer Reduktion des Zellwachstums führen. Abirateron ist ein äußerst wirksames Mittel zur Therapie des CRPC. Diese Effektivität liegt möglicherweise in den vielfältigen Wirkmechanismen begründet und könnte die Applikation von Abirateron auch in frühen PCa-Stadien sinnvoll erscheinen lassen.
Eine häufig therapiebedingte Spätkomplikation beim Prostatakarzinom ist die Ausprägung einer Kastrationsresistenz. Diese zeichnet sich durch eine von Androgenen unabhängige Progression aus. Die Therapieoptionen in diesem Stadium sind begrenzt und die Prognose ist ungünstig. Als eine Ursache wird die hormonunabhängige Aktivierung des Androgenrezeptors diskutiert. Ein weiterer Mechanismus ist die Entstehung neuroendokrin-differenzierter Tumorzellen. In der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle eines Proteins der TPD52-Familie bei diesen Prozessen untersucht. Durch alternatives Spleißen entstehen vom TPD52-Gen verschiedene Transkriptvarianten. Neben der ubiquitär vorkommenden Isoform 3 lag der Fokus dieser Arbeit auf der prostataspezifischen Isoform 1, hier als PC-1 (prostate and colon gene 1) bezeichnet. Beide Isoformen sind mit der Progression des Prostatakarzinoms assoziiert, scheinen in diesem Kontext jedoch unterschiedliche Funktionen zu haben. Um speziell PC-1 untersuchen zu können, wurde ein rekombinant hergestelltes Antigen erfolgreich zur Gewinnung eines spezifischen Antikörpers verwendet. Zur funktionellen Charakterisierung von PC-1 wurde auf Basis der Prostatakarzinomzelllinie LNCaP ein Zellkulturmodell etabliert, welches eine induzierbare Überexpression dieses Proteins ermöglicht. Unter Verwendung dieser Zelllinie konnte gezeigt werden, dass PC-1 die Zellviabilität unter Androgenablation und während der Behandlung mit dem Antiandrogen Flutamid steigert. Zudem fördert PC-1 die Translokation des Androgenrezeptors in den Zellkern. Durch Androgenablation oder eine Kultivierung in Gegenwart des Zytokins IL-6 lassen sich Prostatakarzinomzellen in Richtung eines neuroendokrinen Phänotyps differenzieren. Diese Differenzierung korreliert unter anderem mit charakteristischen Veränderungen der Zellmorphologie. In dieser Arbeit konnte erstmals gezeigt werden, dass die Behandlung mit IL-6 zu einer signifikanten Überexpression von PC-1 führt. Andere TPD52-Isoformen werden nicht beeinflusst. Den größten Effekt auf eine neuroendokrine Differenzierung zeigte eine Kombination aus IL-6-Behandlung und PC-1-Überexpression. Dieser konnte durch Western-Blot-Analysen, Immunfluoreszenzfärbungen, live cell imaging sowie über den RT-qPCR-basierten Nachweis einer vermehrten Expression neuronaler Marker validiert werden. Des Weiteren zeigten neuroendokrin-differenzierte LNCaP-Zellen nach PC-1-Überexpression eine erhöhte Zellviabilität, vermutlich durch eine gesteigerte Expression und Aktivität des Androgenrezeptors. Darüber hinaus konnte demonstriert werden, dass sich das Wachstum undifferenzierter LNCaP-Zellen durch die Präsenz neuroendokrin-differenzierter Zellen fördern lässt. Dieser Effekt war sogar unter Androgenablation deutlicher als in androgenhaltigem Medium und ist vermutlich auf sezernierte Mediatoren zurückzuführen, die das Medium entsprechend konditioniert haben. Um die Beteiligung von PC-1 an sekretorischen Vorgängen besser zu verstehen, wurden potentielle Interaktionspartner identifiziert. Speziell für die Kinesine KLC1/2 und UKHC ergaben sich Hinweise auf eine Wechselwirkung mit PC-1. Neben konfokalmikroskopisch analysierten Kolokalisationen konnten Interaktionen mittels Co-Immunpräzipitationen bestätigt werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit verdeutlichen, dass PC-1 die Progression des Prostatakarzinoms über verschiedene Mechanismen beeinflusst. Somit kann PC-1 als ein bedeutsames, therapeutisches Zielprotein betrachtet werden.
Cabazitaxel zählt zur Familie der Taxane und wird seit seiner Zulassung 2010 für das fortgeschrittene CRPC als second-line Medikament eingesetzt. Es zeigte eine antiproliferative Wirkung nach der first-line Docetaxel-Behandlung. In dieser Arbeit wurde die Wirkung von Cabazitaxel auf zellulärer und molekularer Ebene in unterschiedlichen PCa-Zellen charakterisiert. Hierfür wurden verschiedene PCa Zellstadien als Zellmodell eingesetzt. Zu Beginn wurde die IC50 für die hormonrefraktären PC3-, LNCaP- und 22Rv1 Zellen bestimmt. Eine antiproliferative Wirkung von Cabazitaxel konnte für alle drei Zelllinien bestätigt werden. Die Untersuchung des proliferativ wirkenden Faktors AR, welcher für die Progression des PCa verantwortlich gemacht wird, ergab eine Repression der AR-Protein Expression unter Cabazitaxel-Behandlung in AR-positiven LNCaP-Zellen. Darüber hinaus wurde auch die PSA-mRNA in LNCaP-Zellen nach kurzer Induktion weniger exprimiert. Von Bedeutung war jedoch, dass auch in den AR-negativen PC3-Zellen eine Hemmung der Proliferation zu zeigen war. Somit wurden in weiteren Westernblot-Analysen die AR-assoziierten Proteine HSP27, HSP70, HSP90alpha und beta und Co-Chaperone HSP40 und HOP sowie der AR-Corepressor PHB hinsichtlich ihrer Expression in beiden Zelllinien untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass HSP27 auf mRNA- und Protein-Ebene in beiden Zelllinien reprimiert wurde. Ein zytoprotektiver Effekt des HSP27 beim Vergleich von PC3 und PC3-HSP27 Zellen lag nicht vor. Des Weiteren konnte keine signifikante Beeinflussung der Protein-Expression der bereits genannten HSPs sowie des pro-apoptotisch wirkenden HSP60 in beiden Zelllinien nach Cabazitaxel-Inkubation gezeigt werden. Die Auswirkung von Cabazitaxel auf den Apoptoseweg konnte mit einer signifikanten Induktion der p53 Expression gezeigt werden. PARP wurde unter Cabazitaxel-Behandlung nicht gespalten. Schlussendlich muss man sagen, dass die Behandlung mit Cabazitaxel über die Repression des HSP27-Proteins einen zytostatischen Effekt bewirkt, was einen Unterschied zur Docetaxel-Behandlung von PCa-Zellen darstellt. Hierdurch kann eine Docetaxel induzierte und HSP27-vermittelte Resistenz überwunden werden, was die Wirkung des second-line Medikaments auf molekularer Ebene erklären kann.
