Die Funktion von AXL in der hepatozellulären Karzinomentwicklung

Metastasierung ist die häufigste Todesursache von Krebspatienten. Der metastatische Prozess verläuft schrittweise und beinhaltet die Invasion der Tumorzellen, den Eintritt in das Gefäßsystem sowie die distale Kolonisierung der Krebszellen nach Austritt aus der Zirkulation. Im hepatozellulären Karzinom (HCC) ist die intrahepatische Metastasierung sehr häufig mit einer vorangehenden "epithelialen zu mesenchymalen Transition" (EMT) der malignen Hepatozyten verbunden. Die EMT wird demnach als Schlüsselereignis in der Progredienz des HCC angesehen. Einige Mechanismen der hepatozellulären EMT, wie die molekulare Kooperation der Ras Signalkaskade mit Transforming Growth Factor-ß, wurden bereits weitergehend untersucht, jedoch ist die Vielzahl der EMT- relevanten Signalfaktoren und deren Interaktion wenig bekannt. Unsere rezenten Ergebnisse zeigen eine fulminante Expression und Aktivierung der Rezeptor-Tyrosinkinase Axl in einem Modell der hepatozellulären EMT sowie in einem hohen Maß in Proben von HCC Patienten. Die funktionelle Implikation von Axl in der HCC Entwicklung ist aber sehr wenig untersucht. In diesem Projekt werden wir den Einfluss von Axl in der humanen EMT und HCC Progredienz untersuchen. Fortgeschrittene humane Lebertumor-Modelle wie 3-dimensionale Spheroidkulturen erlauben uns die Rolle von Axl in der Migration und Invasion der Tumorzellen zu analysieren. Dies wird mit Studien zur Modulation der Expression und Aktivierung von Axl unterstützt, die darüber hinaus die Relevanz von Axl in der Zelldissemination und metastatischen Kolonisierung nach Xenotransplantation in vivo untersuchen. Weiters werden wir die Signalkaskade von Axl auf dem Niveau einer möglicher Rezeptor-Interaktion mit Integrin-Komponenten in der EMT und HCC Progredienz analysieren sowie Axl-assoziierte Zielgene identifizieren, die eine wichtige Funktion in der malignen Progression der Hepatozyten einnehmen. Ein spezieller Fokus bildet in diesem Kontext die Untersuchung der Axl Funktion in der Chemosensitivität gegenüber neuen und bereits zugelassen Hemmstoffen von Lebertumorzellen. Dieses Projekt wird damit wesentliche Einsichten in die Funktion von Axl in der EMT und HCC-Progredienz ermöglichen, die für die Entwicklung von neuen und wirksamen Therapien des HCC von besonderer Bedeutung sind.

Die epithelial zu mesenchymale Transition (EMT) von malignen Hepatozyten, die mit einer gesteigerten und individuellen Zellmigration verbunden ist, wird als eine wesentliche Ursache für die Progredienz und Metastasierung des hepatozellulären Karzinoms (HCC) angesehen. Analysen des Transkriptoms und des Phospho-Proteoms haben eine erhöhte Expression und Aktivierung der Rezeptor-Tyrosinkinase Axl während der hepatozellulären EMT gezeigt. Das Hauptziel dieses Projekts war, den funktionellen Einfluss von Axl in der EMT und der HCC Progredienz zu untersuchen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass eine verminderte Expression von Axl zu einer Reduktion der Zellinvasion und der transendothelialen Zellmigration sowie zu einer Abnahme der Metastasen-Bildung führt. Des Weiteren resultiert die verminderte Expression von Axl in einem Verlust der Resistenz gegenüber der Transforming Growth Factor (TGF)-?-vermittelten Wachstumshemmung, einer wichtigen Funktion in der hepatozellulären EMT. Dabei interagiert Axl mit 14-3-3zeta, wodurch nach Aktivierung mit Gas6 die Smad3 Linker-Region (Smad3L) phosphoryliert wird und tumor-progressive TGF-? Funktionen durch Anschalten von PAI1, MMP9 und Snail sowie Sekretion von TGF-? ausgelöst werden. Untersuchungen von primären HCC Proben zeigten eine Korrelation der erhöhten Axl/14-3-3zeta Expression mit der Phosphorylierung von Smad3L, erhöhter Gefäßinvasion und reduziertem Überleben der Patienten, wodurch die wichtige Rolle von Axl/14-3-3zeta und Smad3L in der HCC Entwicklung von Patienten bestätigt werden konnte. Ebenso konnte in großen multizentrischen Kohorten von HCC Patienten und Patienten mit chronischen Lebererkrankungen beobachtet werden, dass die erhöhte Freisetzung von solublem Axl (sAxl), einem proteolytischen Spaltprodukt der extrazellulären Domäne von Axl, ein präziser Biomarker für die Erkennung der Leberzirrhose und früher Stufen des HCC ist. Diese Resultate zeigen diagnostische Werte des sAxl, die jene Werte des weltweit verwendeten Biomarkers ?-Fetoprotein übertreffen. Erhöhte sAxl Werte im Blut korrelieren mit einem verminderten Überleben der HCC Patienten und konnten nicht im Leberadenom, cholangiozellulärem Karzinom, Lebermetastasen aus dem Darmkrebs oder anderen Karzinomen detektiert werden. sAxl ist damit ein vielversprechender Biomarker, der in der klinischen Routine-Diagnostik der Leberzirrhose und des HCC eingesetzt werden kann.