Open Access

Jens Castein

• Das CD-44-Molekül ist ein membranständiger Oberflächenrezeptor, der als Adhäsionselement von Tumorzellen im Rahmen der Metastasierung genutzt wird. Berichte verweisen auf eine direkte Korrelation zwischen CD-44-Expression eines Tumors und der klinischen Prognose. Darüber hinaus kann der CD-44-Rezeptor auch intrazelluläre Signalwege aktivieren, und als solches Signalelement in die Regulation des Zellzyklus eingreifen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde postuliert, dass der CD-44-Rezeptor zellzyklusabhängige Veränderungen erfährt und sich daraus Modifikationen des Adhäsionsverhaltens von Tumorzellen ergeben. Repräsentativ wurde an der Magenkarzinom-Zell-Linie MKN-45 die CD-44-Expression bzw. dessen Splice-Varianten während des Zellzyklus fluorometrisch untersucht (FACS-Analyse, konfokale Laserscan-Mikroskopie). Parallel wurde das Adhäsionsverhalten an isolierten und kultivierten humanen Endothelzellen evaluiert. Die Tumorzellen wurden zuvor mittels Aphidicolin synchronisiert. Als Kontrolle dienten nicht-synchronisierte Zellen. Die Untersuchungen verdeutlichten eine spezifische Expression der CD-44-Varianten CD44v4, CD44v5, CD44v7. Die Inkubation der Tumorzellen mit Aphidicolin bewirkte eine ausgeprägte Akkumulation von MKN-45-Zellen in der S-Phase. Nach Absetzen des Aphidicolins und Freisetzung in den Zellzyklus kam es zur signifikanten zyklusabhängigen Modulation der Rezeptorexpression. CD44v4, CD44v5 und CD44v7 waren in der G2/MPhase gegenüber der G0/G1- und S-Phase deutlich vermehrt auf der Membran detektierbar. In der G2/M-Phase erhöhte sich zudem signifikant die Adhäsionskapazität der MKN-45-Zellen. Blockadestudien mit gegen die CD-44-Varianten gerichteten monoklonalen Antikörpern belegten die CD-44-abhängige Tumorzell-Endothelzell-Interaktion. Die Studien belegen zumindest am in vitro Zellkulturmodell die zellzyklus-gesteuerte CD-44-Expression und CD-44-abhängige Invasionseigenschaften von Tumorzellen. Es lässt sich daraus ableiten, dass eine anti-tumorale Therapie an zuvor synchronisierten Tumorzellen womöglich besonders effektiv sein kann. Auch die pharmakologische Blockade des CD-44-Rezeptors könnte einen anti-tumoralen Effekt besitzen.
• The CD-44-molecule is located on the cell surface and triggers transendothelial tumor cell migration. It has been demonstrated that CD-44-expression found on tumor tissue often correlates with the clinical prognosis. There is also evidence that CD-44 might regulate tumor cell cycle by activating intracellular signalling pathways. It was postulated in the present work that CD-44-expression depends on the cell cycle and, therefore, adhesion capacity will be alterated cell cycle dependently. Expression of CD-44 and CD-44 splice variants on the gastric cancer cell-line MKN-45 was evaluated by facs-analysis and confocal laser scanning microscopy. To allow cell cycle dependent evaluation, MKN-45-cells were synchronized by aphidicolin. Non-synchronized cells served as the controls. CD-44 variants CD-44v4, CD-44v5 and CD-44v7 were expressed specifically on MKN-45- cells. Incubation with aphidicolin led to a drastic accumulation of cells in the S-phase. Removal of aphidicolin evoked a cell cycle dependent expression of CD44v4, CD44v5 and CD44v7 with a maximum in the G2/M-phase. In parallel, adhesion capacity of MKN-45-cells to endothelial cells was maximal in the G2/M-phase. Blocking of CD-44 triggered adhesion by respective monoclonal antibodies and in a second analysis by hyaluronidase resulted in a reduced tumor cell binding. Based on the in vitro model, the results clearly demonstrate cell cycle dependent CD-44-expression and CD-44 triggered tumor cell adhesion. From a clinical viewpoint, presynchronized tumor cells and CD-44-receptor blocking by antibodies might allow a more efficient antitumoral therapy