Mesalazin zur Prävention von kolorektalen Tumoren bei Lynch Syndrom (MesaCapp)

Die zweithäufigste Todesursache bei Krebserkrankungen ist das Kolorektalkarzinom (KRK). Patienten mit Lynch- Syndrom (LS) haben ein lebenslang erhöhtes Risiko an KRK zu erkranken. Die Häufigkeit von LS in Europa wird auf eine Person in 370 bis eine in 2000 geschätzt, eine Bevölkerung von mindestens 250.000. LS Patienten haben eine Mutation in mindestens einem Mismatch Reparatur(MMR)-Gen wie MLH1, MSH2, MSH6 oder PMS2. Ein Hoffnungsschimmer für LS Familienmitglieder ist die Chemoprävention. Mikrosatelliteninstabilität (MSI) ist der zugrunde liegende Mechanismus der zur Tumorenstehung in LS führt. Der genetische Verlust der MMR-Aktivität für zu einem Mutations-Phänotyp, wobei vor allem genetische Deletionen in repetitiven DNA-Sequenzen auftreten. Mesalazin (5-ASA), ein gut verträgliches Medikament, das seit über 30 Jahren bei Colitis Ulcerosa verwendet wird, reduziert die MSI durch eine Verbesserung der Replikationsgenauigkeit in vitro. Bei Colitis Ulcerosa scheint 5- ASA das Risiko für ein KRK zu reduzieren. In einem genetischen Mausmodell für LS, mit einem villin-cre spezifischem konditionalem knock-out des Msh2 Gens, reduziert 5-ASA die Tumorinzidenz, die Tumormultiplizität und MSI. Ähnliche Effekte konnten wir für Thymoquinon, dem aktiven Hauptbestandteil des flüchtigen Öls von Nigella sativa, zeigen. Bei diesem Antrag handelt es sich um eine multizentrische, multinationale, randomisierte, 3-armige, doppelblinde, Phase 2-Studie mit 2400mg 5-ASA, 1200mg 5-ASA oder Placebo bei LS Patienten für 2 Jahre. Der Antragsteller ist der Projektleiter der Studie. Insgesamt werden 540 Patienten aus Österreich, Deutschland, Niederlande, Polen und Israel für die Studie randomisiert. Nur tumorfreie Patienten, beurteilt durch eine Koloskopie, werden in die Studie aufgenommen. Nach einer zweijährigen Interventionsphase werden die Patienten durch eine neuerliche Koloskopie auf das Vorhandensein eines kolorektalen Tumors untersucht. Weiters beabsichtigen wir 5-ASA und Thymoquinon bzw. Nigella sativa Öl auf syngergistische Effekte zu testen und andere vielversprechende Substanzen, wie Brokkoli-Extrakt auf ihre Effektivität in vivo zu überprüfen. Msh2 loxP/loxP Vill-cre Mäuse werden mit 2 unterschiedlichen Konzentrationen der natürlichen Substanzen mit oder ohne Zusatz von 5-ASA für 10 Monate gefüttert. Der primäre Endpunkt der Studie ist die Reduktion der Tumorprävalenz. Die Därme werden auf Tumormultiplizität, Lokalisation und Größe analysiert. DNA wird aus mikrodissektiertem Darm-, Tumor- und Schwanzgewebe isoliert und auf MSI mittels Fragment-Analyse, unter Verwendung von fünf Mikrosatelliten-Markern, getestet. Immunohistochemische Färbungen relevanter Signalwege werden durchgeführt (zB TUNEL, Ki-67, Nrf2, NQO1). Drittens wollen wir die molekularen Effekte von 5-ASA auf die Aktivierung von Nrf2, einem Protein, das bei der zellulären Stress-Antwort beteiligt ist, studieren. Da 18 von 20 MSI-reduzierenden Substanzen auch Nrf2 aktivieren nehmen wir an, dass Nrf2 oder spezifische Zielgene die Replikationsgenauigkeit beeinflussen. Wir wollen den Effekt von 5-ASA auf Nrf2 in Bezug auf Zellzyklus, Aktivierung von Zellzyklus-Checkpoints, Proteinexpression, Chromatin-Bindung und -umbau sowie Replikationsgenauigkeit durch chemische Hemmung von Nrf2, Knockdown oder Überexpression von Nrf2 untersuchen. Nrf2 Expression in Dickdarmgewebe von Patienten, die mit 5-ASA behandelt wurden, wird analysiert. Die Tumorprogression in Nrf2 -/- Mäusen bei MMR- Defizienz wird durch die Kreuzung mit MSH2-/- Mäusen ermittelt.

Patienten mit Lynch Syndrom haben ein Lebenszeitrisiko von 50 % Prozent an Darmkrebs zu erkranken. Es wird angenommen, dass ungefähr 350 000 Menschen in Europa von dieser Krankheit betroffen sind, für die es derzeit keine Behandlung gibt. Vorbeugende Maßnahmen sind daher die große Hoffnung für diese Patienten. Durch den Verlust eines DNS Reparaturgens kommt es bei Lynch Syndrom Patienten während der DNS Replikation vermehrt zu Mutationen in repetitiven DNS Sequenzen und folgend zur Entstehung von Darmkrebs oder anderen Krebsarten. Die Behandlung mit Mesalamine (5-Aminosalicylsäure, 5-ASA) führt zu einer Reduktion der Mutationen in einem Zellkultursystem und in einem Mausmodell für Lynch Syndrom. Mäuse, die mit 5-ASA behandelt wurden, zeigen weniger Darmkrebs. Ebenso führt 5 ASA zur Hochregulierung von Nrf2, einem Protein, welches eine wichtige Rolle im Kampf gegen oxidativen Stress hat. Innerhalb dieser Studie konnten wir zeigen, dass die Substanz 5-ASA nicht nur Nrf2 hochreguliert, sondern auch dazu führt, dass Nrf2 in den Zellkern wandert um dort Zielgene zu induzieren. Diese Proteine sind für die Reduzierung von Sauerstoffradikalen, welche zu Mutationen in Zellen führen können, von herausragender Bedeutung. Eine Hemmung von Nrf2 hingegen führt dazu, dass 5-ASA eine verringerte Wirkung hat, was die Entstehung von Mutationen begünstigt. Innerhalb einer klinischen Studie, in der wir den Effekt von 5-ASA Einnahme in Patienten mit adenomatösen Polypen untersuchten, deuteten die Daten auf eine Aktivierung von Nrf2 im Darmgewebe hin. Auch Patienten mit entzündlichen Darmerkrankungen haben eine erhöhte Expression und Aktivität von Nrf2 in entzündeten Zellen und im Tumorgewebe. Dies zeigt die Wichtigkeit von Nrf2 in der Antwort auf oxidativen Stress. Zusammenfassend scheint die Aktivierung des anti-oxidativem Nrf2 Sigalwegs durch 5-ASA zur Reduktion von oxidativem Stress beizutragen. Bei fehlendem DNA Reparatur Mechanismen wie bei Lynch Syndrom könnte dieser abgeschwächte oxidative Zellschaden zu einer Reduktion der DNA Mutagenese beitragen und so die Tumorentstehung verzögern.