Rolle der Raf Kinasen in der Haut

Die cytosolischen Serin/Threonin Kinasen der Raf Familie spielen eine zentrale Rolle in evolutionär konservierten Signaltransduktionskaskaden. Diese Enzyme wurden mit einer Vielfalt biologischer Prozesse, wie regulierte/deregulierte Proliferation, Differenzierung, Apoptose, aber auch mit Adhäsion und Migration, in Verbindung gebracht. Aufgrund dessen werden Raf Kinasen als therapeutisch relevante Zielmoleküle angesehen. Gendisruptionsexperimente in unserem Labor (Raf-1) sowie in anderer Labor (B-Raf) haben gezeigt, dass Raf-1 und B-Raf eine essentielle anti-apoptotische Funktion, welche von der jeweils anderen Raf Kinase nicht übernommen werden kann, ausüben. Das Hauptanliegen unserer Forschung ist es, die Funktion der Raf Kinases in verschiedenen Geweben im erwachsenem Tier zu untersuchen. Ziel dieses spezifischen Forschungsvorhabens ist die Untersuchung der Rolle von Raf in der Entwicklung und Differenzierung der Haut sowie in der Wundheilung und Carcinogenese. Dieses experimentelle System wurde aufgrund seiner großen Flexibilität gewählt, sowie aufgrund jüngster Erkenntisse, welche dem ERK Signaltransduktionsweg große Bedeutung in der regulierten und deregulierten Proliferation der Haut beimessen. Um das Ziel zu erreichen, werden wir von uns (Raf-1) sowie von kooperienden Arbeitsgruppen (B-Raf) heregstellte Mausstämme und Zelllinien benutzen, in denen die gezielte Inaktivierung der Gene unter Verwendung des Cre-loxP Rekombinationssystems möglich ist. Mit diesen einzigartigen Reagenzien wollen wir die Analyse der im gesamten Organismus (in vivo) sowie in Zellen (ex vivo) auftretenden Phänotypen mit biochemischen Experimenten in deletierten Zellen kombinieren, um die molekulare Grundlage des jeweiligen Phänotyps aufzuklären. Die erhobenen Ergebnisse sollen über die in vivo Funktion von Raf-1 bzw. von B-Raf, sowie über ihre relevanten Zielmoleküle, Auskunft geben. Diese Erkenntnisse werden entscheidend zu der Bewertung des therapeutischen Potentials, der Entwicklung und dem Einsatz von pharmakologischen Kinase-Inhibitoren beitragen.

Die hochkonservierten Raf Kinasen spielen eine zentrale Rolle in der Übertragung von Umweltsignalen in Fliegen, Würmern oder Menschen. Sie sind in eine Vielzahl biologischer Prozesse, wie Zellproliferation, Differenzierung und Motilität, involviert. Aus diesem Grund, und weil einige der Komponenten der Kaskade in Krebszellen mutiert vorkommen, gelten sie als vielversprechende Zielmoleküle für die Therapie von Krebserkrankungen. Unerlässlich für den Erfolg eines solchen Therapieansatzes ist ein besseres Verständnis der biologischen Funktionen von Raf sowie der Moleküle, die diese Funktionen vermitteln. In diesem Projekt wurde die Verbindung zwischen Raf und der Tumorigenese untersucht. Wir konnten feststellen, dass zwei Raf Proteine, Raf-1 und B-Raf, der Entwicklung von Ras-induzierten Tumoren entgegenwirken können, und zwar dadurch unterschiedliche Mechanismen. Raf-1 reguliert das Zytoskelett, die Motilität von Zellen und die Tumorigenese dadurch, dass es an eine weitere Kinase bindet und diese inhibiert. Interessanter Weise ist für diese Inhibition nur die Anwesenheit des Raf-1 Proteins notwendig, nicht aber seine enzymatische Funktion. Die Erforschung eines zweiten Raf proteins, B-Raf, erzielte die erste in vivo Demonstration, dass diese Kinase unabdingbar ist für die Ras-induzierte Aktivierung der ERK Kaskade sowie für Zellteilung während der Entwicklung Ras-vermittelte Tumore in der Haut immunkompetenter Tiere. Unsere Daten bstätigen, dass B-Raf ein sehr guter Kandidat für einen therapeutischen Ansatz mittels Kinase- Inhibitoren ist, während im Fall von Raf-1 eine Therapie, die darauf zielt, Proteinmengen zu verringern, möglicherweise die geeignetere ist.