Hoch-affine E-Selektin-Liganden als Mediatoren der Tumor-Endothel-Interaktion während der hämatogenen Metastasierung humaner gastrointestinaler Tumore.

• Antragsteller: Professor Dr. Falk Büttner; Professor Tobias Lange, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie
• Förderung: Förderung seit 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 325043972

Im zur Verlängerung beantragten Projekt haben wir einen neuartigen pharmakotherapeutischen Ansatz entwickelt, um die E-Selektin-vermittelte endotheliale Adhäsion von Tumorzellen und damit die Metastasierung solider menschlicher Tumoren zu reduzieren. Der Ansatz basiert auf einer unvollständigen pharmakologischen Reduktion der E-Selektin-Expression durch Behandlung der Endothelzellen mit dem zugelassenen Proteasom-Inhibitor Bortezomib (BZM). Dieser Ansatz war nur bei Tumoren erfolgreich, denen die kanonischen, hochaffinen E-Selektin-Liganden Sialyl-Lewis A und X (sLeA/X) fehlen. Gastrointestinale (GI) Adenokarzinomzellen hingegen, die sLeA/X für die E-Selektin-Bindung und Adhäsion nutzen, waren jedoch durch BZM nicht therapierbar. Die molekularen Determinanten der endothelialen Adhäsionsfähigkeit dieser Zellen waren weitgehend unabhängig von Glykoproteinen, was unser Interesse an der Untersuchung von Glykosphingolipiden (GSLs) weckte, von denen bekannt ist, dass sie sLeA/X-Epitope tragen. Darüber hinaus waren die sLeA/X-positiven Tumorzellen durch konsistente Expression der Fucosyltransferase FUT3 charakterisiert. Das Ziel des Fortsetzungsantrags ist die Entschlüsselung der Rolle von GSLs und von FUT3-Produkten für die E-Selektin-Bindung, die endotheliale Adhäsion und damit die Metastasierung von menschlichen GI-Tumorzellen. Um diese Ziele zu erreichen, werden wir ausgewählte Glykosyltransferasen (GTfs), die an der GSL-Synthese beteiligt sind, sowie FUT3 in Tumorzelllinien depletieren und die daraus resultierenden Veränderungen (I) des gesamten Tumorzellglykoms, (II) der sLeA/X-Level, (III) der E-Selektin-Bindung und (IV) der endothelialen Adhäsion in vitro sowie der hämatogenen Metastasierung in vivo bestimmen. Für letzteres werden wir auf unsere ausgewiesene Xenograft-Expertise zurückgreifen, dabei aber erstmals Mäuse mit humanisiertem E-Selektin einsetzen, um speziesspezifische Unterschiede im E-Selektin-Ligandenrepertoire zu berücksichtigen. Diese Unterschiede wurden von uns im Vorgängerprojekt entdeckt. Schließlich werden wir der Frage nachgehen, ob die Depletion von GSL-synthetisierenden GTfs und/oder FUT3 Tumorzellen, die aufgrund ihrer hohen sLeA/X-Spiegel bisher nicht mit BZM angreifbar waren, zu BZM-sensitiven Zellen macht. Ermutigt durch die jüngsten Erkenntnisse anderer Gruppen über die Bedeutung von GSLs für die Zusammensetzung der Plasmamembranproteine werden wir schließlich untersuchen, wie sich die Deletion von (ausgewählten) GSL-synthetisierenden GTfs und/oder FUT3 auf das Plasmamembranproteom von GI-Tumorzelllinien auswirkt. Durch die Integration der erwarteten Ergebnisse wollen wir einen neuartigen Co-Targeting-Ansatz entwickeln, um die Metastasierung von sLeA+/X+ GI-Adenokarzinomen zu hemmen, indem wir einerseits die endothelialen E-Selektin-Spiegel senken und andererseits die sLeA/X-Synthese durch gezielte Beeinflussung der GSL-Synthese und/oder der FUT3-Aktivität beeinträchtigen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen