Hemmung oder Überexpression der Tyrosinkinase Trk in hämatologischen Zelllinien und ihre Effekte

Abstract

Seit Jahren ist das Gebiet der Signaltransduktion von Rezeptorproteinen über eine verzweigte Kaskade von intrazellulären Proteinen biszur Regulation der Gen-expression im Zellkern als Antwort auf extrazelluläre Wachstumsfaktoren oder Hormone von grossem Interesse.Das durch diese Mechanismen kontrollierte Zellwachstum und die Differenzierung der Zellen können durch geringe Fehler in denSignaltransduktionsketten zu unkontrolliertem Wachstum und damit zur Neoplasieentwicklung führen. Die meisten der entdecktenOnkogene sind Varianten der physiologischen Signaltransduktionsproteine, oder veränderte Wachstumsfaktoren, die Einfluss auf diemaligne Entwicklung der Zellen nehmen. Die Wirkung des Wachstumsfaktors NGF über Trk als Rezeptor wurde in Nervenzellen bisherausführlich untersucht. Die Familie der Trk-Tyrosin-kinasen hat aber nicht nur im Nervensystem, sondern auch in vielen anderenOrgansystemen bei der Entwicklung und Differenzierung der Zellen als Rezeptoren der Neurotrophine Bedeutung. Innerhalb deshämatologischen Sytems, insbesondere bei den Leukämien, deutet ihr Vorkommen auf eine mögliche außergewöhnlichewachstumsregulierende Rolle hin. Um die Funktion von Trk im hämatologischen System zu charakterisieren, wurde in dieser Arbeitzunächst versucht, Trk durch Antisense-Oligonukleotide zu supprimieren, um von einer möglicherweise hierdurch bedingten Veränderungder Zellen auf die Funktion von Trk schliessen zu können. Es wurde die Wirkung von Antisense-Oligonukleotiden auf die Expression von Trkals Rezeptorprotein, auf die trk-mRNA, auf das Zellwachstum und die Differenzierung der Zellen untersucht. Da in den durchgeführtenExperimenten unter verschiedenen Versuchsbedingungen keine messbaren Veränderungen von Trk auf Protein- oder RNA-Ebene undkeine biologischen Effekte in den Zelllinien HEL und K562 beobachtet werden konnten, wurde im Weiteren die Wirkung von NGF auf mit trktransfizierte 32D-trk und K562-trk Zellen im Vergleich zu ihren Wildtypen 32D-wt und K562-wt untersucht. Hierbei konnte eine deutlicheAbnahme des Zellwachstums unter NGF-Inkubation bei den 32D-trk Zellen beobachtete werden, welche durch spezifische Hemmung vonTrk durch K252a vollständig reversibel war. Zusätzlich konnte die durch NGF über Trk induzierte Signal-kaskade mit Phosphorylierung vonErk und Akt und ihrer jeweils spezifischen Hemmung, weiterhin die Expression und Phosphorylierung von Fos und zuletzt die Anlagerungdes genregulatorischen Proteins AP-1 an DNA gezeigt werden. Hiermit wurde erstmalig in diesem hämatologischen Zellsystem der Wegder Signaltransduktionskaskade vom Wachstumsfaktor NGF bis zur Genregulation dargestellt. Die wachstumsinhibierende Wirkung von NGF in den beschriebenen Experimenten wird am ehesten durch die Aktivierung von Fos überdie nach-gewiesene Signaltransduktionskaskade und die zusätzliche Aktivierung des zellzyklusinhibierenden Proteins p21Cip/Waf erklärt. Durch weitere Entschlüsselung des verzweigten Systems der Signalübermittlung in den Zellen, mit Übersetzung der Information derWachstumsfaktoren und Hormone in spezielle Muster der Genexpression und damit spezifischen Zell-reaktion, können eventuell neueAnsatzpunkte für eine gezielte Regulierung maligner Zellwachstumsformen gefunden werden.