Die Proteine der Bcl-2-Superfamilie spielen eine entscheidende Rolle bei der Regulation intrinsischer Signalwege der Apoptose. Die Familie besteht sowohl aus proapoptotischen Proteinen, beispielsweise Bax, Bak, PUMA und Noxa, als auch antiapoptotischen Proteinen wie Bcl-2 und Mcl-1. Abhängig von der Gegenwart typischer Sequenzmotive, den Bcl-2-Homologie-Domänen (BH 1-4), werden die proapoptotischen Proteine zusätzlich unterteilt in Multidomänen- Proteine (Bax, Bak) und BH3-only-Proteine (PUMA, Noxa). Im Rahmen der Apoptoseregulation befindet sich die Expression anti- und proapoptotischer Bcl-2-Proteine im Gleichgewicht, eine Dysbalance dagegen kann zu Apoptoseresistenz führen und sowohl Tumorprogression als auch Therapieresistenz bewirken. Die Expression von Bcl-2-Proteinen ist von unterschiedlichen Signalkaskaden abhängig, die bei malignen Tumoren regelmäßig dysreguliert sind. Insbesondere Metastasen des malignen Melanoms sind durch ausgesprochene Therapieresistenz charakterisiert, die mit einer Blockade proapoptotischer Signalkaskaden assoziiert ist. In dieser Arbeit wurde die Expression ausgewählter Bcl-2-Proteine bei Metastasen von malignen Melanomen untersucht und mit der Expression bei korrespondierenden Primärtumoren desselben Patienten verglichen. Zwanzig primäre Melanome (nodulär / Lentigo- maligna / akrolentiginös / unklassifiziert / superfiziell-spreitend: n = 2 / 2 / 2 /1 / 13) und die korrespondierenden Metastasen (überwiegend aus Lymphknoten) wurden immunhistologisch (APAAP) untersucht. Primärantikörper gegen Bcl-2, Mcl-1, Bax, Bak, PUMA und Noxa wurden verwendet, deren Spezifität mit Hilfe der Western-Blot-Analyse nachgewiesen wurde. In der mikroskopischen Auswertung der Schnitte zeigte sich interessanterweise eine Herabregulation des antiapoptotischen Proteins Bcl-2 und überwiegend auch von Mcl-1 bei Metastasen. Auch proapoptotische Multidomänenproteine, insbesondere Bax, wiesen bei Metastasen eine geringere Expression auf. Diese Beobachtung befand sich in Übereinstimmung mit vorangegangenen Forschungsergebnissen bei Primärtumoren. Besonders auffällig war die Herabregulation von PUMA bei 50 % der Metastasen, wohingegen Noxa sowohl bei Primärtumoren als auch Metastasen nur schwach exprimiert wurde. Die Ergebnisse legen eine entscheidende Rolle der proapoptotischen Bcl-2-Proteine bei der Progression des malignen Melanoms nahe. Zukünftig könnten die Ergebnisse dieser Arbeit sowohl für die Identifikation molekularer Marker als auch therapeutischer Ziele beim Melanom hilfreich sein.
The proteins of the Bcl-2 superfamily play crucial roles in regulation of the intrinsic proapoptotic pathway. The family consists of proapoptotic proteins, such as Bax, Bak, PUMA and NOXA as well as antiapoptotic proteins as Bcl-2 and Mcl-1. According to the presence of Bcl-2 homology domains (BH 1-4), proapoptotic proteins further subdivide into multi-domain proteins (Bax, Bak) and BH3-only proteins (PUMA, NOXA). For control of apoptosis, the expression of these proteins is balanced, thus a dysbalance may result in apoptosis deficiency and may promote tumor progression and therapy resistance. Their expression depends on diverse signalling cascades frequently dysregulated in cancer. Especially melanoma metastases are characterized by pronounced therapy resistance associated with a block of proapoptotic pathways. Here, we have investigated the expression levels of Bcl-2 proteins in melanoma metastases and compared these with the corresponding primary tumors of the same patient. Twenty primary melanomas (nodular / lentigo-maligna / acral lentiginous, unclassified and superficial-spreading melanomas: n = 2 / 2 / 2 / 1 / 13) and the corresponding metastases (mainly from lymph nodes) were examined by immunohistology (APAAP). Primary antibodies were used for human Bcl-2, Mcl-1, Bax, Bak, PUMA and Noxa, and their specificity was proven in Western blot analyses. The microscopical evaluation of the slides interestingly revealed a downregulation of antiapoptotic Bcl-2 and for the most part Mcl-1 in metastases. Also multidomain proapoptotic Bcl-2 proteins, especially Bax, showed weaker expression in metastases, thus paralleling the previous findings in primary tumors. Most pronounced was a downregulation of PUMA in 50% of the melanoma metastases, whereas Noxa was weakly expressed both in primary tumors and metastases. Our results indicate a critical role of proapoptotic Bcl-2 proteins in course of melanoma progression. These data may be further helpful for identification of molecular markers as well as of therapeutic targets in melanoma.
