Identifizierung, Validierung und funktionelle Charakterisierung spezifischer Tumormarker für Karzinome des Kopf-Hals-Bereiches

Maligne Erkrankungen sind in den Industrieländern, nach
Herz-Kreislauferkrankungen, die zweithäufigste Todesursache.
Aufgrund der Erfolge bei der Vorbeugung von
Herz-Kreislauf-Erkrankungen wird Schätzungen zufolge Krebs in den
nächsten Jahren die häufigste Todesursache in den entwickelten
Ländern sein. Trotz des klinischen und wissenschaftlichen
Fortschritts ist die Prognose der meisten Tumorentitäten
unverändert schlecht. Eine der Hauptursachen ist der Mangel an
spezifischen Markern, um eine geeignete Frühdiagnostik, Vorsorge
und Therapie zu ermöglichen. Biomarker, wie tumorspezifische oder
tumorassoziierte Antigene, werden als potente Strukturen
diskutiert, Karzinome bereits im Frühstadium zu diagnostizieren und
im Rahmen von Therapien als Zielstrukturen eingesetzt zu werden.
Seit einigen Jahren werden daher systematische Techniken zur
Identifizierung neuer Tumorantigene entwickelt. Im Rahmen dieser
Arbeit sollte eine bestehende Technologie zur Identifizierung von
Tumorantigenen weiterentwickelt und optimiert werden. Die in der
Arbeitsgruppe etablierte Technik namens AMIDA
(Autoantibody-mediated Identification of Antigens) basiert auf der
spezifischen Autoantikörper-vermittelten Selektion und Aufreinigung
potenzieller Tumorantigene und deren anschließender
zweidimensionaler Auftrennung und Isolierung. AMIDA ermöglicht
prinzipiell die Identifizierung von Tumorantigenen, die durch
posttranslationale Modifikationen immunogen wurden, wobei für die
Isolierung das komplette Proteom zur Verfügung steht. Es wurde eine
allogene Variante etabliert, welche die Technik unabhängig von
autologen Tumorbiopsien macht (allo-AMIDA). Neben der Einführung
geeigneter Kontrollen kann allo-AMIDA nun im präparativen Maßstab
durchgeführt werden. Der Vorteil von allo-AMIDA gegenüber AMIDA und
anderen Strategien ist, neben der schnellen und reproduzierbaren
Durchführung, die nunmehr universelle Einsetzbarkeit der Methode.
Zur Identifizierung von Tumorantigenen werden lediglich Seren von
Tumorpatienten und eine geeignete Tumorzelllinie benötigt.
Allo-AMIDA wurde am Beispiel von Karzinomen des Kopf-Hals-Bereiches
eingesetzt und führte zur Identifizierung von insgesamt 12
potenziellen Tumorantigenen. Neun der 12 Tumorantigene wiesen zum
Zeitpunkt der Identifizierung eine Assoziation mit Tumoren auf,
fünf davon sind etablierte Tumorantigene, was die Eignung von
allo-AMIDA zur Identifizierung von TAs beweist. Für die
allo-AMIDA-Antigene Grb-2 und Hsp-27 konnte eine starke Expression
in Tumorzellen der Kopf-Hals-Entität gezeigt werden. Drei der
allo-AMIDA Antigene waren bis zum Zeitpunkt ihrer Identifizierung
nicht mit malignen Erkrankungen assoziiert. Eines dieser Proteine –
hnRNP H (heterogeneous ribonucleoprotein H) – stellte sich als
geeigneter Marker für Tumorzellen des Kopf-Hals-Bereiches heraus.
Es konnte auf Transkript- und Proteinebene gezeigt werden, dass
hnRNP H bereits in hyperplastischem Epithelien vermehrt gebildet
wird und mit zunehmender Karzinogenese in den meisten primären
Tumoren bzw. Metastasen dieser Tumorentität stark überexprimiert
ist. Interessanterweise war diese starke Expression auf Tumorzellen
beschränkt. In anderen Tumorentitäten (Kolon-, Pankreas-,
Mamma-Karzinom) war hnRNP H ebenfalls stark über-exprimiert, die
Expression in humanen nicht-malignen Geweben war sehr heterogen. Da
bis dato wenige Informationen über die Funktion dieses nukleären
Proteins bekannt sind, wurde hnRNP H detaillierter analysiert. In
der Literatur wird diskutiert, dass hnRNP H am alternativen
Spleißen von prä-mRNAs bzw. an der Regulation dieses Prozesses
beteiligt ist. Es konnte gezeigt werden, dass die Repression von
hnRNP H durch RNAi zur Apoptose von Tumorzelllinien führt. Mittels
Genexpressionanalyse konnten potenzielle Zielgene im Bereich
Apoptose identifiziert werden, die von hnRNP H durch alternatives
Spleißen reguliert werden. hnRNP H ist an der Regulation des
Bcl-X-Gens beteiligt, was von Garneau und Kollegen (2005) kürzlich
ebenfalls gezeigt werden konnte. Die Regulation von ARAF1 durch
hnRNP H wurde erstmals gezeigt; ein potenzieller Weg, wie die
Deregulation von ARAF1 Apoptose induzieren kann, wird
vorgeschlagen. Die Validierung der Zielgene von hnRNP H im Kontext
von Tumorzellen ist Gegenstand laufender Projekte und weiterer
Analysen.