Transformation von humanen Melanozyten

Unser langfristiges Ziel ist, die Transformationsmechanismen der Melanozyten zu Melanomzellen zu verstehen, in der Hoffnung, dass wir mit diesem Wissen bzw. dieser Arbeit neue Angriffspunkte für die Melanomtherapie definieren können. Die Tatsache, dass die meisten nicht-malignen Nävi BRAF-Mutationen aufweisen, lässt vermuten, dass dieses Gen wichtig, jedoch nicht ausschliesslich, für die Entstehung des Melanoms verantwortlich ist. Bis heute sind die Gene, die mit BRAF assoziiert sind und für die Melanomentstehung im Menschen relevant sind, noch nicht vollständig identifiziert. Humane Melanozyten, die BRAFV600E überexprimieren, gehen in ein Stadium der Seneszenz über. Dies lässt vermuten, dass zuvor Überlebensmechanismen in Melanozyten etabliert werden müssen, bevor weitere genetische Mutationen stattfinden können. Unsere Arbeitshypothese beruht darauf, dass zum einen UV-aktivierte Keratinozyten und Fibroblasten Wachstumsfaktoren und Zytokine bilden, die bewirken, dass BRAFV600E-exprimierende Melanozyten/Nävi das Stadium der Seneszenz übergehen und überleben, zum anderen UV-induzierte Entzündungsmediatoren Melanozyten schädigen bzw. eine Hemmung der "immune surveillance" (Tumorimmunüberwachung) induzieren, wodurch es letztendlich zu deren malignen Transformation kommt. Um die 3-dimensionale Struktur der Haut und die Lokalisation der Melanozyten an der Basalmembranzone der Epidermis bestmöglich nachzuahmen, haben Herlyn und seine Mitarbeiter ein synthetisches Hautmodell, sog. "skin reconstructs" bzw. "skin equivalents" entwickelt. Ein solches synthetisches Hautmodell besteht aus einer "Dermis", in der Fibroblasten in einer Kollagen- oder Fibrin-Matrix eingebettet sind, und aus einer "Epidermis" bestehend aus Melanozyten und Keratinozyten, wobei letztere multiple Schichten bilden, wenn diese an Luft exponiert werden. Diese "skin reconstructs" können, insbesondere für Langzeitversuche mit UV- Bestrahlung, in immundefiziente Mäuse transplantiert werden und werden zu einem integralen Bestandteil der murinen Haut. Im ersten Teil unseres Projektes untersuchen wir, ob von UV-aktivierten Fibroblasten und Keratinozyten gebildete Wachstumsfaktoren und Zytokine den Melanozyten helfen, Onkogen (BRAF V600E)- induzierte Seneszenz zu umgehen. Hierfür werden sowohl in vitro als auch in in vivo Experimente mit synthetischer Haut etabliert. Im zweiten Teil unseres Projektes untersuchen wir die Rolle von UV-induzierten Entzündungsmediatoren hinsichtlich der Transformation von Melanozyten zu Melanomzellen. Zur bestmöglichen Nachahmung des humanen Immunsystems werden immundefiziente Mäuse mit humanen CD34 + Stamzellen rekonstituiert, mit humanen "skin reconstructs" transplantiert und anschliessend mit UV Licht bestrahlt. Mit diesem Projekt wollen wir zeigen, dass Wachstumsfaktoren, die von Zellen der Haut gebildet werden, das Überleben/Wachstum von Melanozyten sichern, während UV und die dadurch resultierende Entzündungsreaktion die Melanozyten-DNA schädigt bzw. zu einer Herabregulation des Immunsystems führt.