Bcl-3 (B-cell leukemia/lymphoma 3) vermittelt die durch stromale Zellen induzierte Desensibilisierung von Brustkrebszellen gegenüber Fulvestrant

Fragestellung:

Mesenchymale Stammzellen (MSCs) und Karzinom-assoziierte Fibroblasten (CAFs) sind in der Tumorprogression und dem Therapieansprechen involviert. Zur Resistenzentwicklung gegen Anti-Estrogene trägt häufig der durch IGF1R (insulin-like growth factor receptor 1) aktivierte Phosphoinositid-3-Kinase (PI3K)/AKT-Signalweg bei. Die Aktivierung von IGF1R erfolgt durch ein komplexes Zusammenspiel von den Aktivatoren IGF-1 und -2 mit deren Inhibitoren, den IGFBPs (IGF binding proteins). Frühere Daten zeigten, dass IGFBP5 an der durch MSCs und CAFs induzierten Fulvestrantresistenz beteiligt ist. Der Mechanismus, durch den IGFBP5 Fulvestrantresistenz erzeugt, wurde untersucht.

Methodik:

Der Einfluss von MSCs und CAFs auf den PI3K/AKT-Weg wurde in den ERα-positiven MCF-7-Zellen mittels Applikation von konditioniertem Medium von MSCs und CAFs untersucht. Proteinexpression wurde mittels Westernblotanalyse analysiert. Die RNA-Expression wurden mittels RT-qPCR gemessen. Der Einfluss von MSCs/CAFs auf das Ansprechen von Brustkrebszellen auf Fulvestrant wurde mit dem Klonogen-Assay bestimmt. Zur Genexpressionsblockade wurden siRNAs appliziert. In silico-Analysen anhand von Proben von 122 endokrin therapierten Brustkrebspatienten dienten zur Klärung der Bedeutung verschiedener MSC/CAF-modulierter Gene auf die Prognose.

Ergebnisse:

MSCs und CAFs aktivieren in MCF-7-Zellen den PI3K/AKT-Weg. Gleichzeitig wird die Expression von IGF-2 erhöht und die von IGFBP5 erniedrigt, sowie die Expression des IGF1-Rezeptors und die Level von P-STAT3 und Bcl-3 gesteigert. Durch Knock-down von IGFBP-5 konnte die durch stromale Zellen bewirkte Erhöhung der Bcl-3 Expression nachgeahmt werden. Sowohl durch eine Erniedrigung des IGFBP5-Levels also auch durch eine Erhöhung des Bcl-3 Levels wurden MCF-7 Zellen gegenüber Fulvestrant desensibilisiert. In silico-Analysen anhand von Proben endokrin therapierter Patientinnen zeigten, dass eine erhöhte Expression von Bcl-3 und auch zwei seiner Zielgene mit einer schlechteren Prognose assoziiert sind.

Schlussfolgerung:

MSCs und CAFs können über eine spezifische Herunterregulation von IGFBP5 die Expression von Bcl-3 erhöhen. Bcl-3 konnte als zentrales Protein für die Resistenzvermittlung gegenüber das Anti-Estrogen Fulvestrant identifiziert werden. Die Bedeutung von Bcl-3 für den Erfolg einer endokrinen Therapie konnte mittels einer in silico-Analyse an Patientendaten bestätigt werden.