Functional characterization of FMNL1 as potential target for novel anti-tumor therapies

Formine spielen eine wichtige Bedeutung bei der Regulierung
polarisierter Aktin-gesteuerter Prozesse. Dies betrifft
beispielsweise die Zellmigration, den Vesikeltransport, die
Morphogenese und die Zytokinese (Faix und Grosse 2006). In früheren
Arbeiten konnte nachgewiesen werden, dass das Protein Formin-like 1
(FMNL1) in Zellen von Patienten mit chronischer lymphatischer
Leukämie (CLL), anderen Leukämien und Lymphomen und in Zelllinien,
die von soliden Tumoren stammen, überexprimiert wird. Im gesunden
Gewebe wird es fast ausschließlich in hämatopoetischen Zellen
exprimiert. Diese selektive Expression macht FMNL1 zu einem
attraktiven Ziel für neuartige Immuntherapien bei malignen und
entzündlichen Erkrankungen (Krackhardt, Witzens et al. 2002;
Schuster, Busch et al. 2007). In Vorarbeiten der Gruppe wurde ein
allorestringierter T-Zellklon mit einem definierten T-Zellrezeptor
identifiziert, der ein Peptid von FMNL1 erkennt und eine starke
Antitumor-Aktivität gegen Lymphom- und
Nierenzellkarzinom-Zelllinien, Epstein-Barr-Virus
(EBV)-transformierte B-Zellen und von CLL-Zellen zeigt (Schuster,
Busch et al. 2007). Allerdings sind die Funktion und Regulation von
FMNL1 – beide wichtig für die Validierung dieses Proteins als
Antigen – noch nicht gut untersucht. Frühere Arbeiten haben eine
Beteiligung von FMNL1 bei der Neuausrichtung des MTOC
(Mikrotubulin-organisierendes Zentrum) in Richtung der
immunologischen Synapse und zusätzlich bei der Zytotoxizität von
T-Zellen beschrieben (Gomez, Kumar et al gezeigt. 2007). Darüber
hinaus wurde gezeigt, dass das murine FRL, das zu 85% homolog zum
menschlichen FMNL1 ist, an der Zelladhäsion und Motilität von
Makrophagen sowie an der Fc-Rezeptor-vermittelten Phagozytose
beteiligt ist (Yayoshi-Yamamoto, et al Taniuchi hat. 2000; Seth,
Otomo et al. 2006). Das Ziel dieses Projekts war es, die Funktion
von FMNL1 für die weitere Validierung dieses Proteins als mögliche
Zielscheibe für neue Anti-Tumor-Therapien zu untersuchen. Wir haben
eine neue Spleißvariante (FMNL1) identifiziert, die am
C-terminalen Ende ein residuelles Intron aufweist, welches einen
Einfluss auf die Diaphanous-autoinhibierende-Domäne (DAD) hat. Im
Gegensatz zu anderen FMNL1-Spleißvarianten, die eine
zytoplasmatischen Lokalisierung aufweisen, zeigt diese
Speißvariante eine kortikale und membranständige Lokalisation in
verschiedenen Zelllinien. Eine FMNL1 Mutante, bei der die
DAD-Domäne fehlt (FMNL1ΔDAD), weist eine ähnliche Lokalisierung
auf. Das weist darauf hin, dass es bei FMNL1 zu einer
Deregulierung der Autoinhibition kommt, die zu einer konstitutiv
aktiven Form von FMNL1 führt, die möglicherweise bei der zellulären
Transformation eine Rolle spielen könnte. FMNL1 und FMNL1ΔDAD
können eine polarisierte, nicht mit einer Apoptose-assoziierten
Blasenbildung an der Membran hervorrufen, die von Myosin, Aktin
undTubulin abhängig ist, aber unabhängig von Src und ROCK zu sein
scheint. Wir haben außerdem nachgewiesen, dass FMNL1 als
myristoyliertes Protein vorliegt und konnten zeigen, dass die
N-terminale Myristoylierung wichtig für die Regulierung der
Funktion von FMNL1 ist, indem sie eine schnelle und reversible
Membran-Lokalisierung ermöglicht. Des Weiteren haben wir gezeigt,
dass FMNL1, das auch am kontraktilen Ring und Kortex von
FMNL1-transfizierten mitotischen Zellen lokalsiert ist, die
Zellproliferation moderat verstärkt. Eine gemeinsame Lokalisierung
von menschlichem endogenem FMNL1 und -Tubulin am Kortex und den
mitotischenden Spindeln von sich teilenden T-Zellen weist ebenfalls
auf eine Rolle von FMNL1 in der Mitose und dem Zellwachstum hin.
Überexpression von FMNL1 konnte eine höhere Konzentration von
intrazellulärem freiem Calcium nach Zell-Stimulation induzieren,
was auf eine Beteiligung von FMNL1 am Calcium-Signalweg deutet.
Unsere Ergebnisse eröffnen neue Einblicke in die Regulation und
Funktion von FMNL1 und zeigen dessen Beteiligung an
unterschiedlichen Polarisierungsprozessen. Die Identifizierung von
Interaktionspartnern von FMNL1 in verschiedenen hämatopoetischen
Zellen sowie die weitere funktionelle Charakterisierung der
Spleißvarianten wird von besonderer Bedeutung sein, und
möglicherweise zur Entwicklung einer spezifischen therapeutischen
Beinflussung maligner und entzündlicher Erkrankungen beitragen.