Apoptose oder Zellüberleben: c-Abl in Helicobacter pylori-infizierten Epithelzellen

Um das Verständnis für die Helicobacter pylori (Hp)-vermittelten Pathogenese von Entzündungserkrankungen und Neoplasien wesentlich zu vertiefen, werden wir in dem vorgeschlagenen Projekt den molekularen Mechanismus untersuchen, wie in Hp Infektionen Zellüberleben und -motilität gefördert, während Apoptose unterdrückt wird. In unseren bisherigen Arbeiten konnten wir bereits die Threonin-735-Phosphorylierung von c-Abl (c-AblT735 ) als ein bedeutsames Ereignis in diesen Prozessen identifizieren, der molekulare Mechanismus bleibt jedoch noch unverstanden. Basierend auf unseren Daten werden wir analysieren, wie phosphoryliertes c-AblT735 in der Unterdrückung der Apoptose und gleichzeitigen Vermittlung des Überlebens und der Migration der Hp-infizierten gastralen Epithelzellen wirkt. Die funktionellen Konsequenzen der c-Abl-abhängigen Signaltransduktionswege werden in dem für Hp etablierten in vivo Tiermodel Mongolian gerbil untersucht. Da c-Abl in der modernen Krebstherapie als ein funktionelles Zielmolekül bekannt ist, würde das Wissen um die c-Abl-vermittelte Signaltransduktion ebenfalls zu neuen Strategien in der Bekämpfung von H. pylori-assoziierten Erkrankungen führen.

Die Regulation von Zellwachstum, Zelltod und Zellmigration unterliegt einer strengen Kontrolle in gesunden Epithelzellen. Helicobacter pylori (H. pylori), ein humanes Pathogen und Klasse-1 Karzinogen, nimmt Einfluss auf diese Prozesse, die auch drastische Konsequenzen für die bakterielle Pathogenese haben. In diesem Projekt wurden die molekularen Mechanismen der Nicht-Rezeptor Tyrosinkinase c-Abl in H. pylori-infizierten Epithelzellen und B Zellen analysiert, die zur Entstehung von Magenkrebs und MALT Lymphomen beitragen können. In vorhergegangenen Studien konnten wir nachweisen, dass c-Abl das Onkoprotein CagA (cytotoxin-associated gene A) tyrosin-phosphoryliert. CagA ist ein bakterielles Protein, das in das Zytoplasma infizierter Zellen eingeschleust wird und ein Schlüsselprotein in der H. pylori-vermittelten Krebsentstehung präsentiert.Im Rahmen des Projekts konnte gezeigt werden, dass c-Abl in Kooperation mit Src Kinasen in Epithelzellen für die hierarchisch ablaufende Phosphorylierung der verschiedenen EPIYA Motive im CagA Protein verantwortlich ist. Im Vergleich zu Epithelzellen ist eine derart strikte Hierarchie in B Zellen nicht zu beobachtet. In B Zellen kann eine Aktivierung der Kinase schon in frühen Phasen der Infektion mit H. pylori nachgewiesen werden. Die CagA Phosphorylierung kann durch die Zugabe des c-Abl Inhibitors STI-571 teilweise und durch die Verwendung des Src und Abl Inhibitors Dasatinib komplett blockiert werden. Der Inhibitor STI-571 führt darüber hinaus zu einer signifikanten Reduktion des H. pylori-vermittelten Zelltods in B Zellen.Im weiteren Verlauf des Projekts wurde die Aktivität und subzelluläre Verteilung von c-Abl in vitro als auch in vivo untersucht. H. pylori induziert eine c-Abl Tyrosinphosphorylierung, die für die volle Kinaseaktivität notwendig ist. Weiterhin konnte die Proteinkinase C (PKC) als eine neue c-Abl Threonin 735 Kinase identifiziert werden. Phosphoryliertes pAblT735 interagiert mit 14-3-3 Proteinen und diese Interaktion führt zu einer zytoplasmatischen Lokalisierung der Kinase, die dort H. pylori-stimulierte Zellelongierung und -migration verstärkt. In Folge dessen verringert der Ausschluss von c-Abl aus dem Zellkern die Caspase-abhängige Apoptose. In humanen Biopsien von Patienten, die unter einer H. pylori- vermittelten Gastritis litten, konnte eine verstärkte c-Abl Expression und pAblT735 Phosphorylierung beobachtet werden, die in gesunden oder Typ-C Gastritis Patienten nichtnachzuweisen ist. Die wichtige Rolle von c-Abl in der H. pylori Pathogenese konnte durch die pharmakologische Inhibierung von c-Abl mittels des Kinaseinhibitors Gleevec in einem Tiermodell aufgezeigt werden. Zusammenfassend legen unsere Ergebnisse nahe, dass c- Abl ein attraktives Zielmolekül für die Behandlung von H. pylori-assoziierten gastralen Erkrankungen darstellt.