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

Zusammenfassung

Seit Jahren ist das Gebiet der Signaltransduktion von Rezeptorproteinen über eine verzweigte Kaskade von intrazellulären Proteinen bis zur 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 den Signaltransduktionsketten zu unkontrolliertem Wachstum und damit zur Neoplasieentwicklung führen. Die meisten der entdeckten Onkogene sind Varianten der physiologischen Signaltransduktionsproteine, oder veränderte Wachstumsfaktoren, die Einfluss auf die maligne Entwicklung der Zellen nehmen. Die Wirkung des Wachstumsfaktors NGF über Trk als Rezeptor wurde in Nervenzellen bisher ausführlich untersucht. Die Familie der Trk-Tyrosin-kinasen hat aber nicht nur im Nervensystem, sondern auch in vielen anderen Organsystemen bei der Entwicklung und Differenzierung der Zellen als Rezeptoren der Neurotrophine Bedeutung. Innerhalb des hämatologischen Sytems, insbesondere bei den Leukämien, deutet ihr Vorkommen auf eine mögliche außergewöhnliche wachstumsregulierende Rolle hin. Um die Funktion von Trk im hämatologischen System zu charakterisieren, wurde in dieser Arbeit zunächst versucht, Trk durch Antisense-Oligonukleotide zu supprimieren, um von einer möglicherweise hierdurch bedingten Veränderung der Zellen auf die Funktion von Trk schliessen zu können. Es wurde die Wirkung von Antisense-Oligonukleotiden auf die Expression von Trk als Rezeptorprotein, auf die trk-mRNA, auf das Zellwachstum und die Differenzierung der Zellen untersucht. Da in den durchgeführten Experimenten unter verschiedenen Versuchsbedingungen keine messbaren Veränderungen von Trk auf Protein- oder RNA-Ebene und keine biologischen Effekte in den Zelllinien HEL und K562 beobachtet werden konnten, wurde im Weiteren die Wirkung von NGF auf mit trk transfizierte 32D-trk und K562-trk Zellen im Vergleich zu ihren Wildtypen 32D-wt und K562-wt untersucht. Hierbei konnte eine deutliche Abnahme des Zellwachstums unter NGF-Inkubation bei den 32D-trk Zellen beobachtete werden, welche durch spezifische Hemmung von Trk durch K252a vollständig reversibel war. Zusätzlich konnte die durch NGF über Trk induzierte Signal-kaskade mit Phosphorylierung von Erk und Akt und ihrer jeweils spezifischen Hemmung, weiterhin die Expression und Phosphorylierung von Fos und zuletzt die Anlagerung des genregulatorischen Proteins AP-1 an DNA gezeigt werden. Hiermit wurde erstmalig in diesem hämatologischen Zellsystem der Weg der 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 über die nach-gewiesene Signaltransduktionskaskade und die zusätzliche Aktivierung des zellzyklusinhibierenden Proteins p21^Cip/Waf erklärt.
Durch weitere Entschlüsselung des verzweigten Systems der Signalübermittlung in den Zellen, mit Übersetzung der Information der Wachstumsfaktoren und Hormone in spezielle Muster der Genexpression und damit spezifischen Zell-reaktion, können eventuell neue Ansatzpunkte für eine gezielte Regulierung maligner Zellwachstumsformen gefunden werden.