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GPR55 und LPI: eine proinflammatorische Achse im Kolon

GPR55 and LPI: an inflammatory-oncogenic axis in the colon

Rudolf Schicho (ORCID: 0000-0002-5726-4731)
  • Grant-DOI 10.55776/KLI521
  • Förderprogramm Klinische Forschung
  • Status beendet
  • Projektbeginn 01.05.2016
  • Projektende 31.10.2019
  • Bewilligungssumme 264.248 €
  • Projekt-Website
  • E-Mail

Wissenschaftsdisziplinen

Klinische Medizin (60%); Medizinisch-theoretische Wissenschaften, Pharmazie (40%)

Keywords

    Colom carcinoma, Lysophosphatidylinositol, Inflammatory bowel diseases, Carcinogenesis, GPR55, Inflammation

Abstract Endbericht

Lipidmoleküle sind nicht nur wichtige Spieler im Energiestoffwechsel, sondern dienen auch als Botenstoffe zur Signalübertragung. Mehrere neue Arten solcher Lipidmoleküle, welche die Funktion von Krebszellen beeinflussen können, wurden in den letzten Jahren entdeckt. Unter ihnen befinden sich die sogenannten Endocannabinoide, die ähnliche Wirkung haben wie die Inhaltsstoffe von Cannabis sativa, aber im Organismus selbst gebildet werden. Diese Lipide sind Botenstoffe an Krebszellen, wo sie an Rezeptoren binden und die Funktion der Zellen beeinflussen. Im vorliegenden Projekt wollen wir einen sogenannten atypischen Cannabinoid Rezeptor mit dem Namen GPR55, der an Dickdarmkrebszellen vorkommt, untersuchen. Dieser Rezeptor besitzt als aktivierenden Botenstoff nicht nur Endocannabinoide, sondern auch ein Phospholipidmolekül, genannt LPI (Lysophophatidylinositol). LPI und GPR55 bilden zusammen eine Achse, von der man glaubt, dass sie eine treibende Rolle im Dickdarmkrebs und in entzündlichen Darmerkrankungen spielt. Diese Hypothese wird durch die Tatsache untermauert, dass GPR55 sowohl in Dickdarmkrebszellen als auch im gesunden Darm vorhanden ist und in experimentellen Modellen die Entzündung und das Krebswachstum fördert. Zur Klärung der Frage, ob diese molekulare Achse auch in Darmentzündungen und im Dickdarmkrebs des Menschen Bedeutung hat, wird der Gehalt an GPR55 Rezeptoren im Tumorgewebe von Kolonkarzinompatienten und in Darmbiopsien von Patienten mit entzündlichen Darmerkrankungen mittels geeigneten biochemischen und histologischen Methoden nachgewiesen. LPI wird im Serum mittels hochauflösender Massenspektrometrie gemessen. Die wenig erforschte Rolle von GPR55 in diesen Erkrankungen wird in diesem Projekt erstmals in humanen Proben untersucht. Es wird vermutet, dass GPR55 als Bestandteil des Endocannabinoidsystems an wichtigen Schaltstellen zur Entstehung dieser Erkrankungen sitzt. Diese Tatsache macht GPR55 zu einem wichtigen Angriffspunkt einer pharmakologischen Therapie. Schließlich wird in diesem Projekt auch die Möglichkeit erforscht, ob LPI als Biomarker zur Bestimmung dieser Krankheiten geeignet ist.

Das Endocannabinoidsytem: Drehscheibe in entzündlichen Darmerkrankungen und im Dickdarmkrebs Viele Lipide von Zellmembranen sind nicht nur wichtige Spieler im Energiestoffwechsel, sondern dienen auch als Botenstoffe zur Signalübertragung. Mehrere neue Arten solcher Lipidmoleküle, welche die Funktionen von Krebszellen beeinflussen können, wurden in den letzten Jahren entdeckt. Unter ihnen befinden sich die sogenannten Endocannabinoide, die ähnliche Wirkung wie THC aus Cannabis haben, nur, dass Sie im Organismus selbst gebildet werden. Diese Lipide sind Botenstoffe an Cannabinoid- und verwandten Rezeptoren in Krebszellen und beeinflussen dadurch die Funktion der Zellen. Aus vorklinischen Studien war bereits bekannt, dass Endocannabinoide und Cannabinoidrezeptoren ein wichtige Rolle in Modellen entzündlicher Darmerkrankungen und im Dickdarmkrebs spielen. Die Rolle im Menschen ist weniger bekannt, ist aber eine wichtige Voraussetzung für eine mögliche Therapie mit Cannabinoiden. In unserem Projekt haben wir die Komponenten des Endocannabinoidsystems in Personen mit entzündlichen Darmerkrankungen und Dickdarmkrebs untersucht. Im Vergleich zu Gesunden konnten wir Unterschiede im Gehalt der Endocannabinoide und anderer Lipide im Serum der Erkrankten feststellen, die auf eine mögliche Beteiligung an diesen Erkrankungen hindeuten. Viele dieser Endocannabinoide und Endocannabinoid-ähnlichen Lipide sind im Blut von Patienten mit entzündlichen Darmerkrankungen erhöht. Im Gegensatz dazu, war einer der Cannabinoidrezeptoren (Cannabinoid Rezeptor 1), von dem bekannt ist, dass er vor Entzündungen und Tumoren im Darm schützt, in den erkrankten Personen weniger vorhanden als in Gesunden, ein Hinweis darauf, dass die schützende Rolle des Cannabinoidrezeptors 1 vor Darmentzündungen beim Menschen vermindert ist. In Gewebeproben aus Dickdarmtumoren konnten wir nachweisen, dass der Cannabinoid- rezeptor 1 weniger vorhanden war als im Tumor-freien Gewebe. Als Erklärung dafür konnten wir hier feststellen, dass die Vorstufen des aktiven Rezeptors auf Grund epigenetischer Regulierung vermindert waren. Im Gegensatz dazu waren die Vorstufen von Cannabinoid- sensitiven Rezeptoren wie GPR55, von denen man annimmt, dass sie Tumorwachstumfördernd wirken, nicht weniger vorhanden. Im Dickdarmkrebs kommt es also zu einer Verschiebung im Gehalt an Tumor-hemmenden zu Tumor-fördernden Cannabinoid- sensitiven Rezeptoren. Des weiteren war der Lipidbotenstoff, der den GPR55 Rezeptor aktiviert, im Plasma von Dickdarmkrebspatienten stark erhöht. Ein hoher Gehalt von GPR55 im Tumorgewebe korreliert mit einem verminderten Rückfall-freiem Überleben. Zusammenfassend konnten wir zeigen, dass die Komponenten des Endocannabinoid- systems bei Menschen mit entzündlichen Darmerkrankungen im Vergleich zu Gesunden unterschiedlich reguliert werden. Cannabinoid- und GPR55 Rezeptoren spielen auch im Dickdarmkrebs eine wichtige Rolle. Die schützende Funktion des Cannabinoidrezeptors 1 ist in Darmentzündungen und im Dickdarmkrebs vermindert. Unser Projekt hat damit wichtige Grundlagen für eine Erforschung einer möglichen Cannabinoid-basierenden Therapie geschaffen.

Forschungsstätte(n)
  • Medizinische Universität Graz - 100%

Research Output

  • 789 Zitationen
  • 19 Publikationen
  • 1 Wissenschaftliche Auszeichnungen
Publikationen
  • 2019
    Titel Cannabinoids in Gynecological Diseases
    DOI 10.1159/000499164
    Typ Journal Article
    Autor Luschnig P
    Journal Medical Cannabis and Cannabinoids
    Seiten 14-21
    Link Publikation
  • 2019
    Titel Involvement of EP2 and EP4 Receptors in Eosinophilic Esophagitis: A Pilot Study
    DOI 10.1007/s10620-019-05623-5
    Typ Journal Article
    Autor Durchschein F
    Journal Digestive Diseases and Sciences
    Seiten 2806-2814
    Link Publikation
  • 2019
    Titel Metabolic disease and ABHD6 alter the circulating bis(monoacylglycerol)phosphate profile in mice and humans
    DOI 10.1194/jlr.m093351
    Typ Journal Article
    Autor Grabner G
    Journal Journal of Lipid Research
    Seiten 1020-1031
    Link Publikation
  • 2018
    Titel Imatinib stimulates prostaglandin E2 and attenuates cytokine release via EP4 receptor activation
    DOI 10.1016/j.jaci.2018.09.030
    Typ Journal Article
    Autor Bärnthaler T
    Journal Journal of Allergy and Clinical Immunology
    Link Publikation
  • 2018
    Titel Cellular localization and regulation of receptors and enzymes of the endocannabinoid system in intestinal and systemic inflammation
    DOI 10.1007/s00418-018-1719-0
    Typ Journal Article
    Autor Grill M
    Journal Histochemistry and Cell Biology
    Seiten 5-20
    Link Publikation
  • 2018
    Titel Expression profile of translation initiation factor eIF2B5 in diffuse large B-cell lymphoma and its correlation to clinical outcome
    DOI 10.1038/s41408-018-0112-5
    Typ Journal Article
    Autor Unterluggauer J
    Journal Blood Cancer Journal
    Seiten 79
    Link Publikation
  • 2017
    Titel Separation of low and high grade colon and rectum carcinoma by eukaryotic translation initiation factors 1, 5 and 6
    DOI 10.18632/oncotarget.20642
    Typ Journal Article
    Autor Golob-Schwarzl N
    Journal Oncotarget
    Seiten 101224-101243
    Link Publikation
  • 2017
    Titel G protein-coupled receptor GPR55 promotes colorectal cancer and has opposing effects to cannabinoid receptor 1
    DOI 10.1002/ijc.31030
    Typ Journal Article
    Autor Hasenoehrl C
    Journal International Journal of Cancer
    Seiten 121-132
    Link Publikation
  • 2017
    Titel Secretory phospholipase A2 modified HDL rapidly and potently suppresses platelet activation
    DOI 10.1038/s41598-017-08136-1
    Typ Journal Article
    Autor Curcic S
    Journal Scientific Reports
    Seiten 8030
    Link Publikation
  • 2017
    Titel The Role of PGE2 in Alveolar Epithelial and Lung Microvascular Endothelial Crosstalk
    DOI 10.1038/s41598-017-08228-y
    Typ Journal Article
    Autor Bärnthaler T
    Journal Scientific Reports
    Seiten 7923
    Link Publikation
  • 2016
    Titel The gastrointestinal tract – a central organ of cannabinoid signaling in health and disease
    DOI 10.1111/nmo.12931
    Typ Journal Article
    Autor Hasenoehrl C
    Journal Neurogastroenterology & Motility
    Seiten 1765-1780
    Link Publikation
  • 2018
    Titel Medical Cannabis and Cannabinoids: An Option for the Treatment of Inflammatory Bowel Disease and Cancer of the Colon?
    DOI 10.1159/000489036
    Typ Journal Article
    Autor Grill M
    Journal Medical Cannabis and Cannabinoids
    Seiten 28-35
    Link Publikation
  • 2018
    Titel DP1 receptor signaling prevents the onset of intrinsic apoptosis in eosinophils and functions as a transcriptional modulator
    DOI 10.1002/jlb.3ma1017-404r
    Typ Journal Article
    Autor Peinhaupt M
    Journal Journal of Leukocyte Biology
    Seiten 159-171
    Link Publikation
  • 2015
    Titel Complementing reversed-phase selectivity with porous graphitized carbon to increase the metabolome coverage in an on-line two-dimensional LC-MS setup for metabolomics
    DOI 10.1039/c5an00206k
    Typ Journal Article
    Autor Ortmayr K
    Journal Analyst
    Seiten 3465-3473
    Link Publikation
  • 2019
    Titel GPR55-Mediated Effects in Colon Cancer Cell Lines
    DOI 10.1159/000496356
    Typ Journal Article
    Autor Hasenoehrl C
    Journal Medical Cannabis and Cannabinoids
    Seiten 22-28
    Link Publikation
  • 2019
    Titel Members of the endocannabinoid system are distinctly regulated in inflammatory bowel disease and colorectal cancer
    DOI 10.1038/s41598-019-38865-4
    Typ Journal Article
    Autor Grill M
    Journal Scientific Reports
    Seiten 2358
    Link Publikation
  • 2017
    Titel Monoglyceride lipase as a drug target: At the crossroads of arachidonic acid metabolism and endocannabinoid signaling
    DOI 10.1016/j.pharmthera.2017.02.033
    Typ Journal Article
    Autor Grabner G
    Journal Pharmacology & Therapeutics
    Seiten 35-46
    Link Publikation
  • 2017
    Titel Cannabinoids for treating inflammatory bowel diseases: where are we and where do we go?
    DOI 10.1080/17474124.2017.1292851
    Typ Journal Article
    Autor Hasenoehrl C
    Journal Expert Review of Gastroenterology & Hepatology
    Seiten 329-337
    Link Publikation
  • 2017
    Titel New liver cancer biomarkers: PI3K/AKT/mTOR pathway members and eukaryotic translation initiation factors
    DOI 10.1016/j.ejca.2017.06.003
    Typ Journal Article
    Autor Golob-Schwarzl N
    Journal European Journal of Cancer
    Seiten 56-70
Wissenschaftliche Auszeichnungen
  • 2018
    Titel Award of Excellence 2018
    Typ Research prize
    Bekanntheitsgrad National (any country)

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