Vergleichende Genexpressionsprofilierung zur Charakterisierung zielgerichteter Krebstherapeutika an den Beispielen von FLT3-Kinaseinhibitoren und anti-CD20-Antikörpern

Um den Wirkmechanismus verschiedener Krebstherapeutika aufzuklären
bzw. besser zu verstehen wurden in der vorliegenden Arbeit deren
Wirkungen auf Zelllinien untersucht. Hierfür wurde die Wirkung
verschiedener kommerziell erhältlicher und einiger Roche-eigener
Kinaseinhibitoren auf Leukämiezelllinien untereinander und mit der
Wirkung von FLT3-siRNAs verglichen. Die Auswirkungen von
Behandlungen mit anti-CD20- und anti-BCR-Antikörper wurden an
Lymphomzelllinien analysiert. Für die FLT3-Inhibition konnte
gezeigt werden, dass die Vorhersagen zur Spezifität aus der
Display-Technologie in vier von fünf Fällen tendenziell richtig
waren. In einem mehrstufigen Verfahren wurden verschiedene
Eigenschaften der Inhibitoren getestet: Hemmung der
Phosphorylierung von rekombinanter FLT3-Kinase, Hemmung der
zellulären Phosphorylierung der Wildtyp-FLT3-Kinase, Hemmung der
Phosphorylierung von FLT3 mit der ITD-Mutation. So konnte für die
Substanzen VX-680, CHIR-265 und RKI-1 eine FLT3-Hemmung als
primärer Wirkmechanismus in einer Zelllinie mit FLT3-ITD
ausgeschlossen werden. Für die kommerziell erhältlichen Inhibitoren
Sorafenib, CFI-2 und CFI-3 sowie die neue Substanz RKI-3 konnte
bestätigt bzw. gezeigt werden, dass sie FLT3 / FLT3-ITD in
biochemischen und zellulären Testsystemen spezifisch hemmen können.
Die Expressionsprofilierung erwies sich für die Klärung dieser
Fragestellung nur als bedingt geeignet, da die Expressionsmuster
der Behandlungen mit verschiedenen Inhibitoren untereinander trotz
unterschiedlicher Wirkungsweisen funktionell stark übereinstimmten.
In diesen Profilen zeichnete sich bereits nach vierstündiger
Behandlung ein Zellzyklusarrest ab, und im weiteren Verlauf wurden
sie von Expressionsänderungen aus dem Umfeld der Apoptose
dominiert. Die Inhibitoren konnten jedoch hinsichtlich der
FLT3-Hemmung relativ zu einander aufgrund der Übereinstimmung mit
dem Muster der Behandlung mit FLT3-siRNAs eingeordnet werden. Aus
den bei beiden Behandlungsarten übereinstimmend deregulierten Genen
wurden zeitabhängige FLT3-Inhibitionssignaturen abgeleitet.Die
Untersuchungen zum Wirkmechanismus von Typ I anti-CD20-Antikörpern
zeigten, dass der Signalweg downstream von CD20 in den getesteten
Zelllinien zumindest teilweise mit dem der BCR-Aktivierung
identisch ist. Obgleich die Übereinstimmung der
BCR-Aktivierungsmuster der verschiedenen Zelllinien verhältnismäßig
gering war, konnte gezeigt werden, dass die Transkriptionsmuster
der Behandlungen mit anti-CD20- bzw. anti-BCR-Antikörpern
untereinander in großen Teilen übereinstimmten. Zwei der besonders
schnell und stark induzierten Gene waren CCL3 und CCL4. Die Kinase
SYK ist als Signalüberträger downstream des BCR bekannt. Die
Induktion der Cytokine CCL3 und CCL4 konnte durch SYK-Hemmung
mittels spezifischer Inhibitoren und das siRNA-vermittelte
Stilllegen von SYK deutlich vermindert werden. Somit deuten die
Ergebnisse dieser Arbeit darauf hin, dass SYK auch im Signalweg von
CD20 eine wichtige Rolle spielt. Durch die Behandlung von
NHL-Zelllinien mit anti-CD20-Antikörpern wie Rituximab oder LT20
wird demzufolge eine zelluläre Antwort ausgelöst, die einer
BCR-Aktivierung ähnelt.