Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neuer Tumormarker für Nachweis und Diagnose von Krebs

17.10.2006
Internationales Forscherteam weist Tumor-spezifische Rolle eines Membranproteins nach, das direkt mit der Krebsprogression in Verbindung steht

Zwischen der hohen Expression spezieller Kalium-Kanäle in der Membran von Zellen und verschiedenen bösartigen Tumorarten besteht eine starke Korrelation. Zu diesem Befund sind Forscher am Max-Planck-Institut für experimentelle Medizin in Zusammenarbeit mit der Abteilung Pathologie der Medizinischen Fakultät der Georg-August-Universität in Göttingen und dem Instituto Nacional de Câncer in Rio de Janeiro, Brasilien, gekommen. Ihre Forschungsergebnisse wurden in zwei aufeinander folgenden wissenschaftlichen Artikeln in der Ausgabe des Fachjournals "Molecular Cancer" am 5. Oktober 2006 veröffentlicht. Weitere Untersuchungen des neuen Tumormarker Eag1 öffnen die Tür für die Entwicklung neuer Strategien zur Diagnose und Behandlung von Krebs und haben ein hohes Potenzial für die klinische Anwendung.


Einfärbung einer Gewebesektion eines Patienten mit Rhabdomyosarkom. Die Bindung eines Eag1-spezifischen Antikörpers, der an die alkaline Phosphatase angehängt ist, ruft eine Farbreaktion hervor und erscheint in der Abbildung als dunkelblaue Verfärbung. Die Verfärbungen markieren ausschließlich Tumorzellen, wohingegen das angrenzende gesunde Gewebe nicht gekennzeichnet ist. Der Eag1-Antikörper markiert somit deutlich den Tumor. Bild: Max-Planck-Institut für experimentelle Medizin

Bei ihren Experimenten hatten die Forscher entdeckt, dass der Eag1-Kanal häufig in Zelllinien exprimiert wird, die aus Tumoren stammen. Zudem konnten sie zeigen, dass der Ionenkanal in diesen Zellen in den Verlauf des Zellzyklus involviert ist und dass man die Zellproliferation in vitro signifikant reduzierten kann, wenn man die Eag1-Expression mittels verschiedener Methoden reduziert. Darüber hinaus führte die Introduktion von Eag1-transfizierten Zellen bei Mäusen zu schnell wachsenden und aggressiven Tumoren, was darauf schließen lässt, dass die Expression von Eag1 den Krebszellen einen selektiven Vorteil verschafft.

Ionenkanäle spielen oft eine Rolle bei der Entstehung verschiedener Krankheiten. Sie sind als Ziele für Therapiemaßnahmen gut geeignet, da es sich um leicht zugängliche, an der Zelloberfläche exprimierte Moleküle handelt, die pharmakologisch relativ leicht anzugreifen sind. Über eine Reihe von Ionenkanälen weiß man bereits, dass sie mit Tumoren in Verbindung stehen. Eag1 ist nun der erste Ionenkanal, der direkt mit der Tumorprogression zusammenhängt. Mit genetischen Methoden (reverse transcription real-time PCR) und speziell erzeugten und modifizierten monoklonale anti-Eag1-Antikörpern haben die Wissenschaftler nachgewiesen, dass die Expression des humanen Eag1-Kaliumkanals, auch bekannt als KCNH1 oder Kv10.1, normalerweise auf spezifische Hirnregionen und vereinzelte bestimmte Zellpopulationen im Körper beschränkt ist. Aufgrund dieser außergewöhnlichen Verteilung der Eag1-exprimierenden Zellen könnten bei Therapien die unerwünschten Nebenwirkungen vermieden werden.

Um die Relevanz von Eag1 als möglichem Ansatz für die Krebstherapie beurteilen zu können, haben die Forscher die Verteilung und die Häufigkeit der Expression des Eag1-Kanals in normalem Gewebe und in einer großen Anzahl von Tumorgewebeproben mit molekularbiologischen und immunhistochemischen Techniken untersucht. Von insgesamt 756 Patienten zeigten 77 Prozent der Fälle eine starke Überexpression des Kanals. Diese außergewöhnliche Häufigkeit ist wahrscheinlich darauf begründet, dass die Eag1-exprimierenden Zellen eine höhere Überlebensrate haben und daher einen Selektionsvorteil besitzen. Dafür spricht auch, dass jene Zellen, die erst Monate nach den ersten bösartigen Veränderungen entnommen wurden, einen deutlich höheren Anteil an Eag1-exprimierenden Zellen aufweisen.

In der zweiten Veröffentlichung nutzten die Wissenschaftler dieselben spezifischen monoklonalen Antikörper, um das Expressionsniveau von Eag1 in Weichteil-Sarkomen zu bestimmen. Weichteil-Sarkome sind seltene Tumore (weniger als 1 Prozent aller Krebsarten) mit schlechten Prognosen - über 40 Prozent Sterblichkeitsrate im ersten Jahr nach der Diagnose. Die relativ geringe Anzahl an Fällen und die große Vielfalt ihres histopathologischen Erscheinungsbildes, ihrer anatomischen Lage und des biologischen Verhaltens machen ein umfassendes Verständnis dieser Krankheit äußerst schwierig. Ärzte und Patienten stehen immer noch nur begrenzte therapeutische Möglichkeiten gegenüber, die nur eine geringe Verbesserung der Überlebenschancen bieten.

Eag1 wurde in 71 Prozent der 210 untersuchten Sarkome exprimiert. Die Häufigkeit der Eag1-Überexpression bei Weichteil-Tumoren reicht von 56 Prozent (Liposarkome) bis 82 Prozent (Rhabdomyosarkome). Die Unterschiede in den Expressionsniveaus lassen sich nur mit dem histologischen Typ in Verbindung bringen, nicht aber mit dem Geschlecht oder dem Alter der Patienten noch mit dem Malignitätsgrad oder der Größe des Tumors. Bei manchen histologischen Typen konnten die Forscher eine Korrelation zwischen Eag1-Expression und einer geringen Lebenserwartung feststellen. Wie schon bei der ersten Studie zeigen die Zelltypen, die Sarkome hervorrufen, keine Eag1-Expression.

Als Beispiele für relevante histologische Typen (Fibrosarkom und Rhabdomyosarkom) haben die Forscher schließlich vier Zelllinien mit reverse transcription real-time PCR als positiv hinsichtlich der Eag1-Expression getestet. Darüber hinaus führte die Unterdrückung der Eag1-Expression durch RNA-Interferenz in diesen Zellen zu einer Verminderung der Zellproliferation.

Zusammengefasst zeigen diese Ergebnisse, dass die Eag1-Kanäle direkt am Zellwachstum beteiligt sind. Die Befunde lassen vermuten, dass Eag1 bei der Umwandlung normaler Zellen in Tumorzellen eine wichtige Rolle spielt. Außerhalb des Gehirns kommen Eag1-Kanäle nur in ganz wenigen Zelltypen vor. Im Gegensatz dazu exprimieren Tumorzellen ganz unterschiedlicher Art Eag1-Kanäle mit einer höheren Häufigkeit als übliche Tumormarker. Folglich bietet Eag1 einen neuen Ansatz zum Nachweis und zur Diagnose von Krebs. Noch dazu ist es ein Transmembranprotein und daher von außerhalb der Tumorzellen zugänglich.

Normale Zellen, die Eag1 exprimieren, sind entweder durch die Blut-Hirn-Schranke geschützt oder stellen das Endstadium der normalen Entwicklung dar. Diese Tatsachen sowie das Wissen, dass eine Eag1-Hemmung zu einer Verminderung des Tumorwachstums führt, bedeuten, dass dieses Kanalprotein einen viel versprechenden Ansatz für die maßgeschneiderte Behandlung menschlicher Tumore darstellt. Darauf basierende Therapien sollten zudem nur geringe Nebenwirkung hervorrufen.

Originalveröffentlichung:

Hemmerlein, B., R.M. Weseloh, F. Mello de Queiroz, H. Knötgen, A. Sánchez, M. E. Rubio, S. Martin, T. Schliephacke, M. Jenke, H-J. Radzun, W. Stühmer, L.A. Pardo
Overexpression of Eag1 potassium channels in clinical tumours
Molecular Cancer 5:41, 2006
F. Mello de Queiroz, G. Suarez-Kurtz, W. Stühmer and L.A. Pardo
Ether à go-go potassium channel expression in soft tissue sarcoma patients
Molecular Cancer 5:42, 2006

Dr. Andreas Trepte | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/

Weitere Berichte zu: Eag1 Eag1-Expression Expression Häufigkeit Tumormarker

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Besser lernen dank Zink?
23.03.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Raben: "Junggesellen" leben in dynamischen sozialen Gruppen
23.03.2017 | Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Im Focus: Auf der Spur des linearen Ubiquitins

Eine neue Methode ermöglicht es, den Geheimcode linearer Ubiquitin-Ketten zu entschlüsseln. Forscher der Goethe-Universität berichten darüber in der aktuellen Ausgabe von "nature methods", zusammen mit Partnern der Universität Tübingen, der Queen Mary University und des Francis Crick Institute in London.

Ubiquitin ist ein kleines Molekül, das im Körper an andere Proteine angehängt wird und so deren Funktion kontrollieren und verändern kann. Die Anheftung...

Im Focus: Tracing down linear ubiquitination

Researchers at the Goethe University Frankfurt, together with partners from the University of Tübingen in Germany and Queen Mary University as well as Francis Crick Institute from London (UK) have developed a novel technology to decipher the secret ubiquitin code.

Ubiquitin is a small protein that can be linked to other cellular proteins, thereby controlling and modulating their functions. The attachment occurs in many...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

Über Raum, Zeit und Materie

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Besser lernen dank Zink?

23.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Innenraum-Ortung für dynamische Umgebungen

23.03.2017 | Architektur Bauwesen