Z Gastroenterol 2012; 50 - K086
DOI: 10.1055/s-0032-1324021

Identifikation innovativer Ansatzpunkte für eine effektive Tumortherapie durch Hypothesen-basierte „omics“-Verfahren

N Rohwer 1, F Bindel 2, C Zasada 2, O Klein 3, C Grimm 4, J Klose 3, B Wiedenmann 5, H Lehrach 4, C Dieterich 2, S Kempa 2, T Cramer 5
  • 1Charité – Campus Virchow Klinikum, Gastroenterologie & Hepatologie, Berlin, Germany
  • 2MDC, BIMSB, Berlin, Germany
  • 3Charité – Campus Virchow Klinikum, Humangenetik, Berlin, Germany
  • 4Max-Planck-Institute for Molecular Genetics, Berlin, Germany
  • 5Charité – Campus Virchow Klinikum, Berlin, Germany

Einleitung: Die Therapie solider GI-Tumore ist durch rapide auftretende Resistenzen gegenüber antiproliferativen Substanzen gekennzeichnet, wobei nicht nur klassische Chemotherapeutika, sondern auch molekular-zielgerichtete Agenzien betroffen sind. Das Onkoprotein HIF-1 wurde von uns als zentraler Vermittler der Chemoresistenz identifiziert und gilt als attraktives Molekül fuer zielgerichtete Therapien.

Ziele: Detaillierte molekulare Analyse der Resistenzmechanismen solider GI-Tumore basierend auf HIF-1.

Methoden: HIF-1 wurde mittels lentiviral transduzierter shRNA in humanen Magen- und Kolonkarzinomzellen stabil inaktiviert. Transkriptom, Proteom und Metabolom der Zellen wurde charakterisiert und bioinformatisch ausgewertet.

Ergebnisse: HIF-1-defiziente Zellen zeigten entgegen unserer Erwartungen kein Proliferationsdefizit. Dies ließ vermuten, dass die Zellen den HIF-1-Verlust kompensieren und eine in vitro Resistenz gegenüber der HIF-1-Inhibition entwickeln. Zur Identifikation kausaler molekularer Mechanismen führten wir Transkriptom- und Proteom-Analysen durch. In den HIF-1-defizienten Zellen konnte eine Gruppe verstärkt exprimierter Faktoren identifizieren werden, die Inflammation (z.B. Annexin A1 (ANXA1)), Zellzyklus und Apoptose regulieren. Entzündungen sind kausal an der malignen Progression beteiligt, so dass wir die funktionelle Bedeutung von ANXA1 für die Kompensation des HIF-1-Verlustes weiter untersuchten. Die gleichzeitige Inaktivierung von HIF-1 und ANXA1 führte zu einer kompletten Hemmung der Proliferation der Zellen, die durch signifikante Zunahme von Apoptose und Seneszenz erklärt wurde. Die metabolische Analyse dieses Phaenotyps mittels SIRM (stable isotope-resolved metabolomics) ergab eine signifikante Hemmung der Glutaminolyse in HIF-1/ANXA1-defizienten Zellen, die als wesentlicher Mechanismus des beobachteten Proliferationsdefizits angesehen wird.

Schlussfolgerung: Der Hypothesen-basierte Einsatz von „omics“-Verfahren kann zu einem detaillierten Verständnis potentieller Resistenzmechanismen führen. Wir postulieren, dass diese experimentelle Vorgehensweise helfen wird, innovative Kombinationstherapien zu identifizieren, welche die antiproliferative Effektivität zielgerichteter Therapiestrategien signifikant verbessern können.