Die Rolle der IGF-Achse in Kombination mit anderen Wachstumsfaktor-Signalwegen bei der Resistenz oder dem Ansprechen von kolorektalen Karzinomen auf eine Radiochemotherapie

Abstract

Tumorerkrankungen stellen in der westlichen Welt eines der wichtigsten Gesundheitsprobleme dar. Das kolorektale Karzinom ist dabei die dritthäufigste Tumorneuerkrankung. Bei fortgeschrittenem Krankheitsverlauf wird zumeist eine kombinierte Radiochemotherapie durchgeführt, bei der zusätzlich zur Bestrahlung Zytostatika wie 5-Fluoruracil oder Oxaliplatin verabreicht werden. Da die eingesetzten Zytostatika nicht ausschließlich gegen Tumorzellen wirken, führt der Einsatz dieser oft zu massiven Nebenwirkungen wie Magen- und Darmproblemen, Myelosuppression und Haarausfall. Neue Therapieansätze versuchen daher Ziele in die Behandlung mit aufzunehmen die stärker karzinomspezifisch sind, wie z.B. verschiedenen Rezeptortyrosinkinasen. Viele Rezeptortyrosinkinasen und deren Liganden liegen im Tumor und umliegenden Gewebe oft dereguliert vor und spielen eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Tumorwachstums, der Tumorangiogenese und der Metastasenbildung. In dieser Arbeit konnte für die drei kolorektalen Karzinomzelllinien DLD-1, SW837 und Caco 2 gezeigt werden, dass die gleichzeitige Inhibition des Insulin-like Growth Factor-I Receptor (IGF-IR) und des Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR) mit den Tyrosinkinaseinhibitoren AEW-541 (IGF-IR-Inhibitor) und Erlotinib (EGFR-Inhibitor) in vitro zu einem deutlich verstärkten Therapieeffekt der 5-Fluoruracil-basierten Radiochemotherapie führt. Für Xenografttumore der Zelllinie SW837 konnte dieser Effekt auch in vivo bestätigt werden. Mit Hilfe der Co Immunpräzipitation und eines Proximity Ligation Assays konnten in den Kolonkarzinomzelllinien SW480 und DLD-1 Hybridrezeptoren zwischen dem EGFR und dem IGF-IR nachgewiesen werden. Zusätzlich konnte gezeigt werden, dass eine Ligandenstimulation der Rezeptoren zu einer vermehrten EGFR/IGF-IR-Hybridrezeptorbildung führt. Weitere Analysen zeigten, dass für die induzierte Heterodimerisierung beide Liganden notwendig sind und beide Rezeptoren funktionsfähig sein müssen. Mit Hilfe des Proximity Ligation Assays konnten IGF-IR/EGFR-Hybridrezeptoren auch in humanen Rektumtumoren nachgewiesen werden. Im letzten Teil der Arbeit wurde die Bedeutung des Platelet-derived Growth Factor Receptor β (PDGFR-β) in kolorektalen Karzinomzellen untersucht. In SW480- und DLD-1-Zellen führte die Inhibition des PDGFR-β mit Hilfe von spezifischer siRNA zu einer, über den PI3K-Signalweg vermittelten, moderat verminderten Proliferationsrate. Die Verwendung des PDGFR-β-Inhibitors Ki11502 führte in den Zelllinien zu einem starken Rückgang in der Proliferationsrate und zu Veränderungen im Zellzyklus der Zellen. Diese wurden durch eine verminderte Cyclin-B1-Expression hervorgerufen. Weitere Analysen zeigten, dass der Inhibitor Ki11502 neben dem PDGFR-β auch den Rezeptor cKIT (v-kit Hardy-Zuckerman 4 feline sarcoma viral oncogene homolog) und die Zellmembran-assoziierte zytoplasmatische Tyrosinkinase SRC (v-src sarcoma (Schmidt-Ruppin A-2) viral oncogene homolog) inhibiert.