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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)-AktivitĂ€t bewirkte, die sowohl durch eine unterdrĂŒckte 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 lieĂ weitere, AR-unabhĂ€ngige Wirkmechanismen von Abirateron vermuten. So konnte gezeigt werden, dass Abirateron die Expression von Survivin unterdrĂŒckt, möglicherweise durch die Hemmung des Survivin-Bindungspartners HSP90, was eine AR-unabhĂ€ngige Reduktion der Zellzahl zur Folge hĂ€tte. Ein weiterer durch Abirateron regulierter Faktor ist die microRNA miR-1. Diese als Tumorsuppressor charakterisierte miR wurde in Gegenwart von Abirateron induziert und kann unabhĂ€ngig 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 unabhĂ€ngig 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 unabhĂ€ngige Signal- und Effektorkaskaden wirken kann, welche zu einer Reduktion des Zellwachstums fĂŒhren. Abirateron ist ein Ă€uĂerst wirksames Mittel zur Therapie des CRPC. Diese EffektivitĂ€t liegt möglicherweise in den vielfĂ€ltigen Wirkmechanismen begrĂŒndet und könnte die Applikation von Abirateron auch in frĂŒhen PCa-Stadien sinnvoll erscheinen lassen.
Eine hĂ€ufig therapiebedingte SpĂ€tkomplikation beim Prostatakarzinom ist die AusprĂ€gung einer Kastrationsresistenz. Diese zeichnet sich durch eine von Androgenen unabhĂ€ngige Progression aus. Die Therapieoptionen in diesem Stadium sind begrenzt und die Prognose ist ungĂŒnstig. Als eine Ursache wird die hormonunabhĂ€ngige 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 SpleiĂen entstehen vom TPD52-Gen verschiedene Transkriptvarianten. Neben der ubiquitĂ€r 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 Ăberexpression dieses Proteins ermöglicht. Unter Verwendung dieser Zelllinie konnte gezeigt werden, dass PC-1 die ZellviabilitĂ€t unter Androgenablation und wĂ€hrend 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 PhĂ€notyps differenzieren. Diese Differenzierung korreliert unter anderem mit charakteristischen VerĂ€nderungen der Zellmorphologie. In dieser Arbeit konnte erstmals gezeigt werden, dass die Behandlung mit IL-6 zu einer signifikanten Ăberexpression von PC-1 fĂŒhrt. Andere TPD52-Isoformen werden nicht beeinflusst. Den gröĂten Effekt auf eine neuroendokrine Differenzierung zeigte eine Kombination aus IL-6-Behandlung und PC-1-Ăberexpression. Dieser konnte durch Western-Blot-Analysen, ImmunfluoreszenzfĂ€rbungen, live cell imaging sowie ĂŒber den RT-qPCR-basierten Nachweis einer vermehrten Expression neuronaler Marker validiert werden. Des Weiteren zeigten neuroendokrin-differenzierte LNCaP-Zellen nach PC-1-Ăberexpression eine erhöhte ZellviabilitĂ€t, vermutlich durch eine gesteigerte Expression und AktivitĂ€t des Androgenrezeptors. DarĂŒber hinaus konnte demonstriert werden, dass sich das Wachstum undifferenzierter LNCaP-Zellen durch die PrĂ€senz neuroendokrin-differenzierter Zellen fördern lĂ€sst. Dieser Effekt war sogar unter Androgenablation deutlicher als in androgenhaltigem Medium und ist vermutlich auf sezernierte Mediatoren zurĂŒckzufĂŒhren, die das Medium entsprechend konditioniert haben. Um die Beteiligung von PC-1 an sekretorischen VorgĂ€ngen besser zu verstehen, wurden potentielle Interaktionspartner identifiziert. Speziell fĂŒr die Kinesine KLC1/2 und UKHC ergaben sich Hinweise auf eine Wechselwirkung mit PC-1. Neben konfokalmikroskopisch analysierten Kolokalisationen konnten Interaktionen mittels Co-ImmunprĂ€zipitationen bestĂ€tigt werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit verdeutlichen, dass PC-1 die Progression des Prostatakarzinoms ĂŒber verschiedene Mechanismen beeinflusst. Somit kann PC-1 als ein bedeutsames, therapeutisches Zielprotein betrachtet werden.
Cabazitaxel zĂ€hlt zur Familie der Taxane und wird seit seiner Zulassung 2010 fĂŒr 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 zellulĂ€rer und molekularer Ebene in unterschiedlichen PCa-Zellen charakterisiert. HierfĂŒr wurden verschiedene PCa Zellstadien als Zellmodell eingesetzt. Zu Beginn wurde die IC50 fĂŒr die hormonrefraktĂ€ren PC3-, LNCaP- und 22Rv1 Zellen bestimmt. Eine antiproliferative Wirkung von Cabazitaxel konnte fĂŒr alle drei Zelllinien bestĂ€tigt werden. Die Untersuchung des proliferativ wirkenden Faktors AR, welcher fĂŒr die Progression des PCa verantwortlich gemacht wird, ergab eine Repression der AR-Protein Expression unter Cabazitaxel-Behandlung in AR-positiven LNCaP-Zellen. DarĂŒber 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 ĂŒber 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 ĂŒberwunden werden, was die Wirkung des second-line Medikaments auf molekularer Ebene erklĂ€ren kann.