Funktionelle Rolle von E-cadherin in der Helicobacter pylori-assoziierten Karzinogenese

Das gastrale Epithel bildet durch seine streng regulierten Zelladhäsionen, Aktinzytoskelett und apikale-basale Polarität eine wirksame Schutzbarriere gegen Krankheitserreger. Das Klasse-1-Karzinogen Helicobacter pylori (Hp) hat jedoch faszinierende Strategien entwickelt, die epitheliale Schutzbarriere zu zerstören, um entzündliche und neoplastische Veränderungen im Magen zu induzieren. In-vitro vermittelt Hp eine drastische Migration der infizierten Wirtszellen, die die Auflösung lateraler Zellverbindungen voraussetzt. In unseren bisherigen Studien konnten wir die Hp-sezernierte Protease HtrA identifizieren, die auf der Wirtszelloberfläche das Zelladhäsionsmolekül E-Cadherin schneidet. Neben seiner Funktion in der Ausbildung intakter Zellverbindungen ist das Transmembranprotein E-Cadherin auch ein für die Krebsentstehung wichtiger Faktor, der intrazelluläre Catenine bindet, die in krebs- und zellmigrationsassoziierten Signalwegen bedeutsame Funktionen übernehmen. In dem vorliegenden Antrag werden die funktionellen Konsequenzen der HtrA-induzierten E-Cadherin-Spaltung auf die Hp-vermittelte Wanderung gastraler Epithelzellen detailliert analysiert. Dazu werden wir die exakte Spaltungsstelle im E-Cadherin-Molekül identifizieren und proteaseresistente E-Cadherin-Mutanten generieren. Die spaltungsresistente E-Cadherin Variante wird für weitere Untersuchungen in E-Cadherin-negativen Wirtszellen überexprimiert, um die Auswirkungen der Proteinspaltung auf die Migration Hp-infizierter Zellen zu charakterisieren. Zusammen mit einer bereits entwickelten pharmakologisch wirksamen Leitstruktur (HHI) zur HtrA-Inhibierung soll untersucht werden, wie sich die Fragmentierung von E-Cadherin auf die Auflösung und subzelluläre Lokalisierung des intrazellulären E-Cadherin-Komplexes auswirkt. Eukaryotische Proteasen können durch die extrazelluläre Spaltung von E-Cadherin zu einer Destabilisierung des intrazellulären E-Cadherin Komplexes führen. Daher werden weiterführend die Auswirkungen der HtrA-verursachten E-Cadherin Fragmentierung auf die Hp-induzierte Motilität und Invasion gastraler Epithelzellen charakterisiert und quantifiziert. Den potentiell direkten Einfluss der Catenine auf die Aktivität der in der Zellmotilität involvierten Rho-GTPasen soll anschließend in stabilen a-Catenin- und p120ctn-knockdown Zelllinien bestimmt werden. Die Untersuchungen der Hp-induzierten Zellmigration führen zu einem besseren Verständnis des invasiven Wachstums von Krebszellen, das in erster Linie für die hohe Mortalitätsrate von Magenkrebs verantwortlich zeichnet.

Das gastrale Epithel bildet durch seine streng regulierten Zelladhäsionen, Aktinzytoskelett und apikale-basale Polarität eine wirksame Schutzbarriere gegen Krankheitserreger. Das Klasse-1-Karzinogen Helicobacter pylori (Hp) hat jedoch faszinierende Strategien entwickelt, die epitheliale Schutzbarriere zu zerstören, um entzündliche und neoplastische Veränderungen im Magen zu induzieren. In-vitro vermittelt Hp eine drastische Migration der infizierten Wirtszellen, die die Auflösung lateraler Zellverbindungen voraussetzt. In unseren bisherigen Studien konnten wir die Hp-sezernierte Protease HtrA identifizieren, die auf der Wirtszelloberfläche das Zelladhäsionsmolekül E-Cadherin schneidet. Neben seiner Funktion in der Ausbildung intakter Zellverbindungen ist das Transmembranprotein E-Cadherin auch ein für die Krebsentstehung wichtiger Faktor, der intrazelluläre Catenine bindet, die in krebs- und zellmigrationsassoziierten Signalwegen bedeutsame Funktionen übernehmen. In dem vorliegenden Antrag werden die funktionellen Konsequenzen der HtrA-induzierten E-Cadherin-Spaltung auf die Hp-vermittelte Wanderung gastraler Epithelzellen detailliert analysiert. Dazu werden wir die exakte Spaltungsstelle im E-Cadherin-Molekül identifizieren und proteaseresistente E-Cadherin-Mutanten generieren. Die spaltungsresistente E-Cadherin Variante wird für weitere Untersuchungen in E-Cadherin-negativen Wirtszellen überexprimiert, um die Auswirkungen der Proteinspaltung auf die Migration Hp-infizierter Zellen zu charakterisieren. Zusammen mit einer bereits entwickelten pharmakologisch wirksamen Leitstruktur (HHI) zur HtrA-Inhibierung soll untersucht werden, wie sich die Fragmentierung von E-Cadherin auf die Auflösung und subzelluläre Lokalisierung des intrazellulären E-Cadherin-Komplexes auswirkt. Eukaryotische Proteasen können durch die extrazelluläre Spaltung von E-Cadherin zu einer Destabilisierung des intrazellulären E-Cadherin Komplexes führen. Daher werden weiterführend die Auswirkungen der HtrA-verursachten E-Cadherin Fragmentierung auf die Hp-induzierte Motilität und Invasion gastraler Epithelzellen charakterisiert und quantifiziert. Den potentiell direkten Einfluss der Catenine auf die Aktivität der in der Zellmotilität involvierten Rho-GTPasen soll anschließend in stabilen -Catenin- und p120ctn-knockdown Zelllinien bestimmt werden. Die Untersuchungen der Hp-induzierten Zellmigration führen zu einem besseren Verständnis des invasiven Wachstums von Krebszellen, das in erster Linie für die hohe Mortalitätsrate von Magenkrebs verantwortlich zeichnet.