Funktionelle Inhibition des Fibronektinrezeptors α5β1 Integrin in humanen neuroendokrinen Tumorzellen

Abstract

Neuroendokrine Tumoren (NETs) konstituieren eine relativ seltene Gruppe von Neoplasien, die am häufigsten im Gastrointestinaltrakt entstehen. Die Operation stellt die einzige kurative Option dar, während in der palliativen Therapie neben der Unterdrückung der Hypersekretionssyndrome die Kontrolle des Tumorwachstums als Hauptziel gilt. Angesichts der biologischen Merkmale von NETs (hohe Vaskulasierung, molekulare Heterogenität, langsame Progression) könnte sich eine Therapie, die direkte Effekte an den Tumorzellen mit antiangiogener Wirkung kombiniert, als erfolgversprechend erweisen. Im Rahmen dieser Studie charakterisierten wir die biologischen Effekte des α5β1 Integrin-Inhibitors JSM8757 in zwei gut etablierten humanen NET Zelllinien (BON, QGP-1). Integrine sind transmembranäre Heterodimere und bilden eine Familie von zellulären EZM-Rezeptoren. A5β1 Integrin fungiert als Fibronekrinrezeptor und nimmt somit an vielen zellulären Funktionen teil. Zudem gibt es gute präklinische Evidenz für antiangiogene Effekte infolge Antagonisierung von α5β1 Integrin. In NET Zelllinien verminderte die Inhibition des Fibronektinrezeptors die Adhäsion und Proliferation, ohne dass eine Induktion von Apoptose beobachtet wurde. Die Zellzyklusanalysen an G1-synchronisierten Zellkulturen ergaben eine Inhibition der Zellzyklusprogression infolge eines verzögerten G1/ S-Übergangs. Mittels Western-Blot-Analysen untersuchten wir weiter nach JSM8757-induzierten Modifikationen in der Expression von Zellzyklusmolekülen. Als wichtigste Effekte fanden sich eine Inhibition der Zyklin A-Induktion in BON Zellen und eine starke Erhöhung der Expression der Zellzyklusinhibitoren p21 und p27 in QGP-1 Zellen. Zusammenfassend stellt die Inhibition des Fibronektinrezeptors α5β1 Integrin einen attraktiven Therapieansatzpunkt in NET Zellen dar.

Neuroendocrine tumors (NETs) compose a relatively rare category of neoplasms that mostly grow in the gastrointestinal tract. While surgery remains the only therapeutic option with a curative prospect, several other strategies were pursued in order to suppress the often occurring hypersecretion syndromes and to control tumor growth. Regarding certain biological features of NETs, such as their high vascularisation, molecular heterogeneity and slow progression, an agent combining antiangiogenic action with direct effects on tumor cells appears most promising. This study investigated the biological effects of the α5β1 integrin antagonist JSM8757 on two well-characterized human NET cell lines (BON, QGP-1). Integrins are transmembrane heterodimers and constitute a family of cellular receptors for the extracellular matrix. Α5β1 integrin serves as a fibronectin receptor, plays a key role in many cellular procedures, and its antagonists have shown consistent antiangiogenic results in a preclinical context. Inhibition of the fibronectin receptor in NET cell lines led to reduced adhesion and proliferation, whereas induction of apoptosis was not observed. Cell cycle analysis with G1 synchronized cell cultures revealed a G1 cell cycle arrest in both cell lines. Via western blot analysis we searched for JSM8757-induced modifications in the expression of cell cycle molecules. The major effects were an inhibition of the induction of cyclin A in BON cells and a strong up-regulation of the cyclin-dependent kinase inhibitors p21 and p27 in QGP-1 cells. Summing up, inhibition of the fibronectin receptor α5β1 integrin illustrates an attractive therapeutic approach in NET cells.