Role of formins in tumor progression and metastasis in vivo
Final Report Abstract
Spezifische Rho-GTPasen wie RhoA oder RhoC spielen eine wichtige Rolle bei der Invasion und Metastasierung verschiedener aggressiver Tumore. Die zugrunde liegenden Mechanismen sind bislang unzureichend verstanden. Die mit Abstand größte Gruppe von Rho-Effektoren bilden die Formine. Formine nukleieren und polymerisieren Aktinfilamente und regulieren die Funktion von Mikrotubuli. Aktin- und Mikrotubulidynamik sind entscheidend für die Zellmotilität und -plastizität. Eine systematische Analyse von Forminen für die Tumorprogression und -metastasierung wurde bislang nicht durchgeführt. Im Rahmen dieses Projekts wurde in zwei Melanomazelllinien, LOX- und MV3-Zellen, ein RNA Interferenz (RNAi)-vermittelter Knockdown gegen die 3 Mitglieder der Formin-like-Protein-Familie (FMNL-1, FMNL-2, FMNL-3) durchgeführt, um diejenigen Formine zu identifizieren, die eine spezifische Funktion für die Tumormetastasierung im Melanoma-Mausmodell haben. Mittels viraler Tranduktion Formin-spezifischer shRNA Konstrukte sowie transienter Transfektion von siRNA Oligonukleotiden wurde die Expression des jeweiligen FMNL-Familienmitglieds spezifisch um ca. 50% bis mehr als 90 % reduziert. Diese Reduktionen führten zu einer verminderten Proliferation unter nicht adhärenten Wachstumsbedingungen, während die Proliferation im adhärenten Wachstumsassay nicht verändert war. Interessanterweise war dieser Phänotyp deutlich ausgeprägter in den LOX-Zellen, die die klinisch relevante BRAF V600E-Mutation aufweisen, im Vergleich zu den MV3-Zellen, die den BRAF-Wildtyp exprimieren. Während Apoptoseraten und Zell-Zyklusphasen nicht verändert waren, zeigten sich geringgradige Verminderungen der Zellmotilität. In Maus-Xenograftexperimenten zeigte sich auch, dass die LOX-Zellen mit verminderter FMNL-2 und FMNL-3 Expression nicht mehr so gut in der Lage waren subkutane Tumoren auszubilden, während Wachstumsgeschwindigkeit in den dann etablierten Tumoren die unbeeinflusst blieb. Entsprechend der in vitro-Daten wurde dies in MV-Zellen nicht beobachtet. Diese in vivo-Befunde decken sich somit gut mit den invitro Ergebnissen und weisen auf eine funktionelle Rolle hin, (i) hauptsächlich von FMNL-2 und FMNL-3, (ii) vor allem bezogen auf die Adhäsionsfähigkeit und (iii) abhängig von der jeweiligen Melanomzelllinie und deren Charakteristiken. Erste Daten in vitro belegen ferner einen additiven Effekt bei der Kombination von FMNL-2 und FMNL-3 Knockdown und liefern die Grundlage für jetzt anlaufende weitere in vivo-Studien.
