Endosomaler Cholesterintransport im metastasierenden Melanom

Das maligne Melanom, ein hochgradig bösartiger Tumor, der früh zur Metastasierung neigt, weist eine extrem hohe Sterblichkeitsrate auf. Obwohl rezente Fortschritte in der Therapie erzielt wurden, bleibt die fünfjährige Überlebenswahrscheinlichkeit alarmierend niedrig. In diesem Projektantrag wollen wir eine Rolle des endosomalen Cholesterintransports in der Metastasierung des Melanoms nachweisen. Wir stützen unsere These auf Vorversuche, in denen wir eine erhöhte Expression von Cholesterintransportern in metastasierenden Zellen nachweisen konnten. Darüber hinaus korreliert deren Expression negativ mit dem Überleben von Patienten. Außerdem induzierte die Zugabe von exogenem Cholesterin zu Melanomzellen die Aktivität der onkogenen Signalwege S6 und PI3K/AKT. Diese Induktion ist vom endosomalen Cholesterintransport abhängig. Unsere Daten führen zu der Hypothese, dass das Metastasierungspotential des Melanoms durch Blockierung des endosomalen Cholesterintransports gesenkt werden kann. Wir werden Veränderungen im intrazellulären Cholesterintransport als Teil des Metastasierungsprozesses beim malignen Melanom untersuchen. Mithilfe von Mausmodellen, die die humane Tumorprogression wiederspiegeln (BRAFV600E PTEN-/- und N-RasQ61K Ink4a-/- Mäuse) werden wir Lipidstatus, Cholesterintransporter- Expression und Cholesterintransport in Primärtumoren und Metastasen analysieren. In Zelllinien, die von diesen Mäusen isoliert wurden, werden wir die metastatischen Effekte von Cholesterin untersuchen und uns dabei auf die Signalwege S6, PI3K/AKT und MAPK konzentrieren und außerdem die Konsequenz auf Proliferation, Invasion und Metastasierung untersuchen. Um diese pro-tumorigenen Effekte zu blockieren, werden wir Inhibitoren verwenden, die den Cholesterintransport aus dem späten Endosom hemmen. Wir werden auch synergistische Effekte dieser Inhibitoren mit bereits bekannten anti-tumorigenen Inhibitoren analysieren. Vielversprechende Substanzen und Kombinationen werden anschließend in Xenograftmodellen getestet, wo wir eine Verminderung von Tumorprogression und Metastasierung erwarten. Durch dieses Projekt werden wir wichtige Erkenntnisse über die Rolle des Cholesterintransports im Metastasierungsprozess des Melanoms gewinnen. Wir erwarten, dass dieser Erkenntnisgewinn die Basis für neue dringend benötigte Therapieansätze schaffen kann.

Melanome, auch als schwarzer Hautkrebs bezeichnet, gehören zu den Tumorarten mit steigender Inzidenz. Melanome, die frühzeitig erkannt werden und noch nicht metastasiert haben, können entfernt werden und haben eine ausgezeichnete Prognose für die Betroffenen ein gutes Argument dafür, sich regelmäßig vom Hautarzt untersuchen zu lassen. Wird ein Melanom jedoch nicht in diesem Anfangsstadium erkannt und hat schon in die Lymphknoten metastasiert, sind die Betroffenen mit einer extrem schlechten Prognose konfrontiert. Bis vor wenigen Jahren waren dieses maligne Melanome nicht therapierbar, heute stehen Therapien zur Verfügung, die das Immunsystem des Patienten aktivieren, um die Tumore zu attackieren. Auf diese Immuntherapie spricht jedoch nur ein kleinerer Anteil an Patienten an. Wir haben es uns in diesem Projekt daher zur Aufgabe gemacht, an Mechanismen zu forschen, die das Melanom zu einem metastasierenden Tumor machen, mit dem Ziel, dass diese Mechanismen später als Angriffspunkte für neue Therapieansätze genutzt werden können. Unsere Forschungsergebnisse haben zwei adaptive Mechanismen identifiziert, die von Melanomzellen genutzt werden, um sich flexibel an neue Situationen anzupassen, den Zellen Vorteile zu verschaffen und Metastasierung zu ermöglichen: zum einen haben maligne Melanomzellen die Fähigkeit, ihren Cholesterinstoffwechsel dahingehend zu verändern, dass sie ein Molekül (den Rezeptor SR-B1) vermehrt produzieren. In gesunden Zellen, vor allem in der Leber, schützt dieser Rezeptor vor Herz- Kreislauf-Erkrankungen, indem er Cholesterin aus dem Blut aufnimmt. In Melanomzellen jedoch kann dieser Rezeptor die Migration von Zellen erhöhen, sodass ein erhöhtes Potentialzur Metastasierung vorliegt.Zum anderen konntenwireinen Adaptionsmechanismus von Melanomzellen an eine zelluläre Stressantwort charakterisieren. Dieser Stress (ER-Stress) tritt auf, wenn die Homöostase von Proteinen, Nährstoffen oder Sauerstoff in der Zelle außer Kontrolle gerät. Gesunde Zellen, die diesem Stress vermehrt ausgesetzt sind, sterben einen kontrollierten Zelltod. Das ist bei Melanomzellen nicht der Fall, diese können im Gegenteil diesen Stress für ihr eigenes Wachstum und ihre Migration nützen. Es gelang uns, diesen Stress in isolierten Zellen von Melanompatienten zu vermindern und damit das migratorische Potential der Zellen zu erniedrigen. Diese Strategie war in Tiermodellen für das Melanom noch nicht erfolgreich, stellt aber auf jeden Fall einen Ansatz dar, der therapeutisches Potential hat.