GPR55 in der Entwicklung des Kolonkarzinoms

G Protein gekoppelte Rezeptoren spielen eine wichtige Rolle im Tumorwachstum und in der Metastasierung von Krebszellen und stellen somit ein wichtiges pharmakologisches Target für die Krebstherapie dar. Auf Grund seiner fördernden Wirkung in der Proliferation und Invasion von Tumorzellen, aber auch in der Angiogenese, ist der G Protein gekoppelte Rezeptor 55 (GPR55) in jüngster Zeit als ein mögliches neues Target in Erscheinung getreten. Das bioaktive Phospholipid Lysophosphatidylinositol (LPI) ist seit längerem als der endogene Ligand des GPR55 Rezeptors bekannt. Erhöhte LPI Werte wurden im Ovarialkarzinom nachgewiesen und lassen auf einen Zusammenhang zwischen der LPI/GPR55 Achse und Krebswachstum schließen. GPR55 ist auch in Epithelzellen des Darmtrakts vorhanden, was auf eine mögliche Rolle in der Entwicklung des Kolonkarzinoms vermuten läßt. Im vorliegenden Projekt untersuchen wir die Funktion von GPR55 und LPI in der Tumorgenese und in der Metastasierung des Kolonkarzinoms zuerst an Hand der Kolonkarzinom Zelllinien HCT116 und SW480. Dabei werden Proliferations-, Apoptose-, Migration- und Invasionsassays verwendet ebenso wie molekularbiologische Methoden, um LPI-induzierte Signaltransduktionswege zu untersuchen. In einem Kolitis- assoziierten Kolonkarzinom Modell der Maus soll die Bedeutung von GPR55 in der Tumorentstehung in vivo untersucht werden, insbesondere ob GPR55 an der Proliferation von malignen Zellen und der Expression von onkogenen Transkriptionsfaktoren, wie NF-kappa B und STAT3, beteiligt ist. Die Rolle von GPR55 in der Verbreitung der Kolonkarzinomzellen in Sekundärorgane soll in einem in vivo Metastasierungsmodell untersucht werden. An Hand von histologischen Schnitten und Biopsien von humanem Kolonkarzinomgewebe wollen wir schließlich noch die Bedeutung von GPR55 und LPI in der Entstehung des Kolonkarzinoms beim Menschen untersuchen. Das Projekt sollte wesentliche Aussagen bezüglich einer möglichen pharmakologischen Therapie gegen Dickdarmkrebs basierend auf GPR55 geben. Weiters soll es eine Aussage liefern, ob LPI als möglicher Biomarker bei Dickdarmkrebs Verwendung finden könnte.

Im Projekt GPR55 in der Entwicklung des Kolonkarzinoms wurde die Rolle von GPR55, eines Membranrezeptors, mit starken Vorkommen im Gastrointestinal Trakt, in der Entstehung und Ausbreitung von Dickdarmkrebs untersucht. GPR55 ist ein Rezeptor, der mit anderen Rezeptoren, wie z. B. Cannabinoid Rezeptoren zusammenarbeitet, und teilweise auch selbst durch Cannabinoide in seiner Tätigkeit reguliert wird. Wie GPR55, haben auch Cannabinoid Rezeptoren in unserem Organismus eine starke Verbreitung und werden durch Inhaltsstoffe von Cannabis und durch synthetische Cannabinoide aktiviert. Zusammen mit den Cannabinoid Rezeptoren gehört GPR55 zum sogenannten Endocannabinoidsystem, welches in unserem Körper für den normalen Ablauf von elementaren Vorgängen, wie Appetit, Hunger, Emotionen, Energiehaushalt, verantwortlich ist, aber auch bei Schmerz, Immunabwehr, Entzündung und Krebs eine wichtige Rolle spielt. Wir konnten in unserem Projekt zeigen, dass GPR55, im Gegensatz zu den Cannabinoid Rezeptoren, von denen man annimmt, dass sie den Darm vor schädlichen Einflüssen schützen und die Heilung beschleunigen, eine entgegengesetzte Rolle spielt, d. h. dass GPR55, im Gegensatz zu Cannabinoid Rezeptor 1, das Dickdarmkrebswachstum und die Ausbreitung von Krebs fördert. Somit haben wir einen wesentlichen Mechanismus aufgeklärt, wie das Endocannabinoidsystem und GPR55 im der Krebsentstehung wirkt. Demnach gibt es im Endocannabinoidsystem neben den protektiven Cannabinoid Rezeptoren auch Entzündungs-fördernde Rezeptoren. Unter anderem konnten wir zeigen, dass Dickdarmkrebszellen verstärkt wandern, wenn sie mit dem körpereigenen Signalstoff für GPR55, einer Fettähnlichen Substanz aus der Zellmembran, zusammengegeben werden. Diese Substanz war im Blut von Dickdarmkrebs Patienten im Vergleich zu Gesunden erhöht. Über den GPR55 Rezeptor binden die Dickdarmkrebszellen auch an Zellen, die die innere Schicht von Blutgefäßen auskleiden, was die Auswanderung von Krebszellen ins Gewebe beschleunigen kann. Die Krebszellen können auf diesem Weg verschiedene Organe, wie zum Beispiel, die Leber, befallen und zur Ausbildung von Lebermetastasen beitragen. Wir konnten auch nachweisen, dass GPR55 eine Darmentzündung beschleunigt. Eine wesentlichste Entdeckung war, dass GPR55 die Zusammensetzung von Leukozyten in der Tumorumgebung im Sinne eines beschleunigten Wachstums verändert und dass ein hoher Gehalt von GPR55 im Dickdarmkrebsgewebe mit einem reduzierten Rückfall-freiem Überleben korreliert. Der Rezeptor könnte daher zur pharmakologischen Behandlung von Dickdarmkrebs verwendet werden. Da besonders die Metastasierung des Tumors eine häufige Todesursache ist, hat die Erforschung von GPR55 im Krebs eine wesentliche medizinische und sozialpolitische Bedeutung.