FGFR3 - ein mögliches Therapietarget für Leberkrebs

Das hepatozelluläre Karzinom (HCC) gehört weltweit zu den 3 häufigsten Krebstodesursachen. In der Mehrzahl der Fälle wird die Krankheit in einem fortgeschrittenen Stadium diagnostiziert, sodass die verfügbaren, überwiegend lokal angreifenden Therapien keine Heilung ermöglichen. Die Entwicklung einer systemischen Therapie wäre daher von besonderem Wert. Fibroblastenwachstumsfaktoren (FGFs) und ihre Rezeptoren (FGFRs) sind bei vielen physiologischen und pathologischen Prozessen des Organsimus involviert, wie z.B. der Karzinogenese. Überexpression, Mutationen, oder das Auftreten von Splicevarianten des FGF Rezeptors 3 (FGFR3) wurde bei verschiedenen Tumorentitäten bereits beschrieben. Mögliche Störungen in der Regulation des FGFR3 und deren Bedeutung für die Hepatokarzinogenese wurden bisher nicht untersucht. Wir konnten feststellen, dass die Expression von FGFR3 und FGFR3-Liganden in ~50% der HCCs erhöht ist und dass das FGFR3-System in der gestörten Wachstumsregulation prämaligner und maligner Läsionen der Leber kausal involviert zu sein scheint. Das Ziel dieses Projekts ist ein tiefgreifendes Verständnis für die funktionelle Bedeutung des FGFR3 in der Entwicklung und Progression des HCCs und für das Potenzial, das die Blockade des Rezeptors als Therapietarget bieten kann. Das vorliegende Projekt wird systematisch folgende Aspekte untersuchen: (1) Charakterisierung des Expressionsmusters von FGFR3 Varianten (Spliceformen, lösliche Rezeptorvarianten) im Epithel und Stroma in der Hepatokarzinogenese; (ii) unterschiedliche Expressionsniveaus werden mit dem Verhalten von HCC-Zellen verglichen um die Rolle des FGFR3 in der Wachstums- und Differenzierungskontrolle zu verstehen. (iii) Wir werden untersuchen, ob FGFR3 Liganden das Wachstum von Tumorstromazellen und die Neoangiogenese beeinflussen und ob FGFR3 Liganden aus dem Tumorstroma das invasive Wachstum der malignen Hepatozyten erhöhen. (iv) Mittels Blockade der FGFR3-abhängigen Signalübertragung soll das Wachstum von HCC-Zellen in einem SCID-Mausmodell gehemmt werden. Dafür werden dominant-negative FGFR3 Konstrukte entwickelt (kinase-inaktiver oder solubler FGFR3). Die Expression dieser Konstrukte wird von einem Doxycyclin- induzierbaren Transaktivatorsystem kontrolliert. Erwartet wird, dass kinase-inaktiver FGFR3 die autokrinen Effekte des endogenen FGFR3 antagonisiert und dass der lösliche FGFR3 in die Umgebung des Tumorgewebes freigesetzt wird um FGFR3 Liganden zu neutralisieren und mit den Tumor-Stroma Interaktionen zu interferieren. (v) Schließlich sollen durch Kombination der Blockade der FGFR4-abhängigen Signalübertragung mit Inhibitoren komplementärer Signaltransduktionswege synergistische Effekte erzielt werden. Die Ergebnisse des Projekts dienen dem Verständnis grundlegender molekularer Mechanismen in der Hepatokarzinogenese. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse können die Entwicklung erfolgreicher krebstherapeutischer Verfahren bei fortgeschrittenen Stadien des HCC entscheidend beschleunigen.

Das hepatozelluläre Karzinom (HCC) gehört weltweit zu den 5 häufigsten Krebstodesursachen. In der Mehrzahl der Fälle wird die Krankheit in einem fortgeschrittenen Stadium diagnostiziert, sodass die verfügbaren, überwiegend lokal angreifenden Therapien keine Heilung ermöglichen. Die Entwicklung einer systemischen Therapie wäre daher von besonderem Wert. Fibroblastenwachstumsfaktoren (FGFs) und ihre Rezeptoren (FGFRs) sind bei vielen physiologischen und pathologischen Prozessen des Organsimus involviert, wie z.B. der Karzinogenese. Überexpression, Mutationen, oder das Auftreten von Splicevarianten der FGFRs wurden bei verschiedenen Tumorentitäten bereits beschrieben. Mögliche Störungen in der Regulation des FGFR3 oder FGFR4 und deren Bedeutung für die Hepatokarzinogenese wurden bisher kaum untersucht. Wir konnten feststellen, dass die Expression von FGFR3 oder FGFR4 und deren Liganden in > 90% der HCC Fälle erhöht ist und dass das FGF/FGFR-System in der gestörten Wachstumsregulation prämaligner und maligner Läsionen der Leber kausal involviert zu sein scheint. Die erhöhte Expression von FGFR3 korreliert mit der gesteigerten Größe der Primärtumoren und Tumorinfiltration/Rezidivbildung.FGFR3, welcher in den zwei Isoformen FGFR3-IIIb und FGFR3-IIIc vorliegt, und FGFR4 zeigten in unseren Studien sowohl in-vitro als auch in-vivo einen hohen Grad an funktionellen Überschneidungen. Stabil FGFR3-IIIb/IIIc- oder FGFR4-überexprimierende Hepatom/Hepatokarzinom Zelllinien zeigten verstärktes Wachstum und einen invasiven Phänotyp in-vitro und eine erhöhte Tumorigenität in SCID Mäusen. Andererseits resultierte ein Knockdown von FGFR3 oder FGFR4 in stark reduziertem Zellwachstum und Invasivität in-vitro als auch in stark verminderter Tumorbildung in-vivo. Wir fanden auch, dass FGF9 das Wachstum und das invasive Verhalten der Hepatom/Hepatokarzinom Zelllinien sehr stark erhöht. Dieser pro-tumorigene FGF9 Effekt konnte durch FGFR3 Knockdown oder durch Behandlung der Zellen mit einem Tyrosinkinaseinhibitor, der gegen FGFR1-3 (NVP-BGJ398) gerichtet ist, geblockt werden. Dies erlaubt die Schlussfolgerung, dass die FGF9 vermittelten Effekte wahrscheinlich durch Aktivierung von FGFR3 erfolgen.Zusammenfassend darf festgehalten werden, dass das Projekt ein tiefgreifendes Verständnis für die funktionelle Bedeutung der FGF9-FGFR3 Achse als auch des FGFR4 für den malignen Phänotyp von HCC Zellen ermöglichte. Dies legt nahe, dass die Blockierung von FGFR3 und/oder FGFR4 einen vielversprechenden neuen Therapieansatz für die Behandlung von HCC-Patienten bieten kann.