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Neue Biomarker für Knochenmetastasen – von Mechanismen zur Analytik und zurück

Fachliche Zuordnung Gynäkologie und Geburtshilfe
Hämatologie, Onkologie
Orthopädie, Unfallchirurgie, rekonstruktive Chirurgie
Förderung Förderung von 2020 bis 2023
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 432406196
 
Erstellungsjahr 2024

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Knochenmetastasen stellen eine bedeutende Herausforderung bei Patientinnen und Patienten mit Brust- und Prostatakrebs dar und sind mit Schmerzen, Bewegungseinschränkungen, sowie einer verminderten Lebensqualität und erhöhten Sterblichkeit verbunden. Neue Konzepte in Diagnostik und Therapie legen nahe, dass biologisch aktive Proteine, die den Dialog zwischen Krebs und Knochen regulieren, ein Biomarker-Potential besitzen. Diese könnten den Beginn und/oder das Fortschreiten der Erkrankung und Metastasenbildung vorhersagen und die Behandlung von Betroffenen mit Knochenmetastasen verbessern. Vorangegangene Untersuchungen der Antragsteller haben gezeigt, dass die Serumspiegel des Proteins Osteoprotegerin (OPG) mit einem signifikant verschlechterten Überleben bei Patientinnen mit Brustkrebs verbunden sind. Ziel des Projekts war es i) OPG als prognostischen Marker bei Brustkrebs und Knochenmetastasen zu verifizieren und ii) neue Biomarker bei Brustkrebs und Knochenmetastasen zu identifizieren. OPG wurde in vitro in osteotropen Brust- und Prostatakrebszelllinien (MDA-MB-231, PC3) herunterreguliert oder überexprimiert. Dies führte zu keinen signifikanten Auswirkungen auf Vitalität, Migration, Apoptose und auf die Regulation von entzündlichen Zytokinen, die mit Knochenmetastasen assoziiert sind. Die Analyse einer klinischen Kohorte von Patientinnen mit Brustkrebs, die eine neoadjuvante systemische Therapie erhielten, zeigte jedoch einen signifikanten Zusammenhang zwischen erhöhten Serum-OPG-Spiegeln und einer schlechteren Prognose, unabhängig vom Vorhandensein von Knochenmetastasen. Obwohl die in vitro Daten im Widerspruch zur ursprünglichen Hypothese standen, verdeutlichte dieses Ergebnis erneut die prognostische Rolle von OPG im Brustkrebs. Diese Rolle sollte in weiteren Untersuchungen nicht nur im Zusammenhang mit Knochenmetastasen bewertet werden, sondern auch im Hinblick auf das primäre Tumorwachstum sowie Metastasen außerhalb des Knochens. Im zweiten Teil konnten wir die prognostische Relevanz von Leucin-reichem α-2-Glykoprotein 1, Periostin und Neuropilin-1 bei Patientinnen mit frühem Brustkrebs erfolgreich nachweisen. Erhöhte Serumspiegel von Neuropilin-1 und Dickkopf-1 (DKK-1) bei Patientinnen mit Eierstockkrebs waren darüber hinaus mit verschlechterten Überlebensraten verbunden. Untersuchungen an dem Protein DKK-1, welches im Knochen regulatorische Funktionen übernimmt, zeigten, dass die Serumspiegel von DKK-1 bei Patienten mit COVID-19 eine Vorhersagbarkeit über die Mortalität erlauben. Zudem steuert DKK-1 entzündliche Immunantworten in Tumorzellen und Immunzellen unter gesunden und krankhaften Bedingungen. Insgesamt bestätigte das Projekt die klinisch relevante Rolle von OPG im Brustkrebs, identifizierte neue Tumorbiomarker und enthüllte eine neuartige Rolle von DKK-1 in Krebs und Entzündung. Die Ergebnisse bilden die Grundlage für neue Projekte in der Zukunft und können den Grundstein für die Entwicklung neuer diagnostischer und therapeutischer Strategien legen.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

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