Analyse der Bedeutung von onkogenem K-RasG12C und TGF-β1 in der epithelialen-mesenchymalen Transition nicht-kleinzelliger Lungenkarzinomzellen

Die epitheliale-mesenchymale Transition (EMT) kann ein zentraler Vorgang in der Metastasierung von Karzinomen sein, bei dem epitheliale Karzinomzellen ganz oder teilweise mesenchymale Charakteristika annehmen. Dieser Prozess geht einher mit einem Wechsel der Proteinausstattung: Epitheliale Proteine wie E-Cadherin und Zytokeratin werden herab- und mesenchymale Proteine wie N-Cadherin und Vimentin heraufreguliert. Dadurch kommt es zum Abbau der Zell-Zell-Kontakte und Veränderungen des Zytoskeletts. Einer der zentralen Modulatoren der EMT ist der Transforming-Growth-Factor β1 (TGF-β1). Dieser induziert die Expression einer Reihe von Transkriptionsfaktoren, wie Slug, Snail, Twist, ZEB 1 oder ZEB 2, welche die EMT vorantreiben. Die EMT ist auch ein wichtiger Vorgang in der Metastasierung des nicht- kleinzelligen Bronchialkarzinoms (NSCLC), einer Entität, die oftmals Treibermutationen im KRAS Gen aufweist. Am häufigsten findet sich die spezifische Mutation K-RasG12C. Diese führt zu einem konstitutiv aktiven Ras Signalweg und damit zur Karzinogenese. Das Ziel dieser Arbeit war es, zu untersuchen, ob der Ras und TGF-β1 Signalweg in der EMT des NSCLCs synergieren. Hierzu wurden die NSCLC Zellen sowohl mit spezifischen K-RasG12C Inhibitoren (AMG 510 oder MRTX 849) als auch mit TGF-β1 behandelt. Die Proteinmenge und -lokalisation verschiedener EMT-Markerproteine, Transkriptionsfaktoren und -regulatoren sowie Zelladhäsionsproteine, die eine mögliche Rolle im EMT Prozess spielen, wurden mittels Western Blot und Immunzytochemie analysiert.
Die Ergebnisse dieser Arbeiten zeigen, dass die Proteinmenge der EMT- Transkriptionsfaktoren Slug und ZEB 1 durch die K-RasG12C Inhibition verringert und durch die TGF-β1 Stimulation gesteigert wird. In der Literatur gibt es für diese Transkriptionsfaktoren Hinweise auf eine gemeinsame Regulation durch den Ras und TGF-β Signalweg. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit unterstützen diese Interpretation. Diese Beobachtungen konnten vor allem in den H358 Zellen gemacht werden. Die H23 und HCC44 Zellen hingegen, zeigten kaum Veränderungen durch die K-RasG12C Inhibition und / oder die TGF-β1 Stimulation. Auch für die RNA Splicing Proteine ERSP 1 und ESRP 2 ergaben sich Hinweise auf eine gemeinsame Regulation. Die anderen in dieser Arbeit untersuchten Zelllinien und Proteine zeigten einen weitgehend parallelen Verlauf der beiden Signalwege ohne Hinweise auf Interaktionen. Der genaue molekulare Mechanismus der Synergie des Ras und TGF-β Signalwegs kann anhand dieser Untersuchungen jedoch nicht bestimmt werden. Dieses Verständnis wäre für die Entwicklung zielgerichteter Therapien von entscheidendem Vorteil.