Gentherapeutische Modelle zur anti-angiogenen Therapie experimenteller Tumoren

Die Entwicklung anti-angiogener Therapien sowie die selektive Wirkstofffreisetzung am Zielort (drug targeting) stellt eine viel versprechende Verbesserung herkömmlicher Therapien zur Behandlung von Krebsleiden dar. Hier wurden die membranständigen Fusionsproteine Lodavin und Scavidin verwendet. Diese bestehen aus Anteilen eines endozytotischen Rezeptors und einer extrazellulären Avidindomäne. Wegen der physikochemischen Eigenschaften von Biotin, die eine Kopplung an Chemotherapeutika oder Radionuklide zulassen, sowie dessen außergewöhnlich hohen Affinität zu Avidin, könnten die Fusionsproteine im Rahmen gentherapeutischer Anwendungen von klinischem Nutzen sein. Aufgrund der starken und transienten endothelzellspezifischen Expression von Flk-1 während der Tumorangiogenese wurden die regulatorischen Elemente des flk-1 Gens für die Expression der Fusionsproteine in transgenen Mäusen verwendet. Die Flk-1-Lodavin und Flk-1-Scavidin transgenen Tiere zeigten eine spezifische endotheliale Expression beider Fusionsproteine in allen Organsystemen während der Embryonalentwicklung, die zu keinerlei phänotypischen Veränderungen führten. Adulte transgene Tiere wiesen keine Expression der Transgene auf. Einzige Ausnahme waren Gefäße der Milz Flk-1-Lodavin transgener Mäuse. Die Analyse experimenteller BFS-1 Fibrosarkome zeigte, dass beide Fusionsproteine während der Neovaskularisierung der Tumoren, die sich in transgenen Tieren entwickelten, exprimiert wurden. Darüber hinaus führte der retrovirale Gentransfer mittels Co-Injektion von BFS-1 Fibrosarkomazellen mit GP+E86 Zellen ausschließlich zur selektiven Infektion einsprossender Gefäße des Tumorstromas nicht aber der Tumorzellen. Zudem wurde ein tumorzellspezifisches Modell etabliert, das eine induzierbare Expression von Scavidin in Fibrosarkomen aufwies. Bindungsstudien mit biotinylierten Liganden wurden an den Modelltieren durchgeführt. Nach systemischer Applikation eines Modellliganden akkumulierte dieser ausschließlich im Lodavin-exprimierenden Zielgewebe. Diese Ergebnisse bestätigen die Funktionalität des Systems als „targeting Modell“ in vivo. In zukünftigen Arbeiten sollen geeignete biotinylierte Konjugate für diagnostische oder therapeutische Anwendungen bei Tumorerkrankungen an den vorgestellten Tiermodellen systematisch ausgetestet werden. Der endotheliale Transkriptionsfaktor Ets-1 spielt eine essentielle Rolle bei der transkriptionellen Regulation wichtiger angiogener Prozesse. Er wird im aktivierten Tumorendothel transient exprimiert und reguliert die Expression an der Angiogenese beteiligter Proteine wie endotheliale Rezeptortyrosinkinasen, Matrixmetalloproteinasen und Adhäsionsmoleküle. Hier wurden Ets-1-abhängige Signalwege blockiert, indem eine dominant negative Transkriptionsfaktormutante von Ets-1 (dnEts-1) überexprimiert wurde. Die dominant-negative Wirkung der Mutante konnte zunächst in vitro durch Inhibierung des Ets-responsiven flk-1 Promotors bestätigt werden. In vivo wurde der retrovirale Gentransfer von dnEts-1 durch Co-Injektion von GP+E86 Zellen mit B16 Melanoma- bzw. BFS-1 Fibrosarkomazellen an syngenen Mäusen durchgeführt. In beiden Tumormodellen konnten trotz Hemmung der Flk-1 Expression keine Veränderungen der Tumorangiogenese oder der Tumorprogression bestätigt werden. Diese Ergebnisse sprechen dafür, dass Ets-1 pleiotrope Funktionen in Endothelzellen ausübt. In zukünftigen Arbeiten sollen zusätzliche Signalwege blockiert werden, da Ets-1 ein Faktor in einem Komplex vieler Transkriptionsfaktoren ist, die die Expression an der Tumorangiogenese beteiligter Gene regulieren. Mögliche Ziele sind die Hypoxie-induzierbaren Faktoren (HIF). Ein positiver Einfluss auf eine Vielzahl endothelialer Promotoren konnte speziell für HIF2α demonstriert werden. Zusammen mit Ets-1 wirkt dieser synergistisch bei der Stimulierung der flk-1 Promotoraktivität. Hier wurde die dominant-negative Wirkung einer Deletionsmutante (dnHIF) durch Hemmung des flk-1 Promotors in vitro bestätigt. Retroviren für den dnhif Gentransfer in vivo sollen generiert werden, um HIF-abhängige Signalwege während der Entwicklung experimenteller Tumoren zu blockieren. Die Auswirkung auf die Vaskularisierung von Tumoren auch durch Co-Expression mit dnEts-1, soll in zukünftigen Studien untersucht und als mögliches anti-angiogenes Modell analysiert werden