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Einleitung: Nukleäres beta-Catenin ist das Effektorprotein des aktivierten Wnt-Signalweges. Wnt-aktivierung kann Stammzell-Eigenschaften aufrecht erhalten, Epitheliale-Mesenchymale Transition (EMT) sowie indirekt CIN induzieren. In der vorliegenden Arbeit wollten wir testen, ob bei disseminierten Tumorzellen (DTC), den potentiellen Vorläuferzellen der Metastasen, eine nukleäre beta-Catenin Expression nachweisbar ist und ob dieser Phänotyp mit bestimmten genomischen Veränderungen einhergeht. Zweck der Studie ist, die relevanten Progenitorzellen von Metastasen innerhalb der heterogenen DTC Population aufzuspüren und zu charakterisieren, da diese das eigentliche Ziel adjuvanter Therapien sind.

Material und Methoden: Zunächst wurde für die Analyse des beta-catenin Verteilungsmusters einzelner CK-positiver DTC eine Doppel-Immunfluoreszenz Färbung etabliert. Als Modell und Positivkontrolle diente die Kolonkarzinom-Zelllinie SW480. Dann wurden für epitheliale Zellen angereicherte und prospektiv gewonnene Knochenmarkspräparate von 68 CRC Patienten mit der Doppelmarkierung auf DTCs untersucht. Nach Bestimmung des beta-Catenin Verteilungsmusters wurden einzelne CK-positive Zellen mittels Mikromanipulation von den Objekträgern isoliert, ihr Genom durch eine Adapter-linker PCR (SCOMP) global amplifiziert und anschließend mit vergleichender genomischer Hybridisierung (CGH) auf chromosomale Zugewinne und Verluste untersucht. Zusätzlich wurden die zugehörigen Primärtumoren immunhistochemisch (ABC-Methode) auf ihre Expression von beta-catenin analysiert.

Ergebnisse: Die Detektionsrate CK-positiver Zellen im Km bei 68 CRC Patienten betrug 29,4%. Insgesamt wurden 34 CK-positive Zellen detektiert, wobei 33% nukleäres beta-Catenin, 37% zytoplasmatisches beta-catenin und 30% keine beta-catenin-Expression aufwiesen. Im Vergleich ergab die immunhistochemische Analyse des Invasionsrandes der autologen Primärtumoren eine mit durchschnittlich ca. 80 % nukleär positiver Zellen deutlich höhere Frequenz. Interessanterweise zeigte die weitergehende genomische Charakterisierung der DTC mittels CGH eine signifikant höhere Anzahl chromosomaler Aberrationen für Zellen mit nukleärem beta-catenin (10,2 ± 7,4) im Vergleich zur Gruppe von Zellen, die beta-Catenin zytoplasmatisch oder kein beta-Catenin exprimierten (4,8 ± 4,4; p=0,05). Darüber hinaus zeigten sich bestimmte genomische Gewinne und Verluste, die typisch für Zellen mit nukleärem beta-Catenin waren.

Schlussfolgerung: Unsere Ergebnisse beschreiben erstmalig das Expressionsmuster von beta-catenin in früh disseminierten Tumorzellen im Knochenmark von CRC Patienten. Bemerkenswert war dabei die relativ hohe Anzahl von Zellen mit nukleärem beta-Catenin und somit einem aktivierten Wnt-Signalweg. Interessanterweise zeigten diese Zellen eine höhere chromosomale Instabilität, was ein erhöhtes aggressives Potential nahe legt. Dieser Befund könnte durch eine erhöhte Conductin-Expression, ein direktes Zielgen von beta-Catenin, erklärt werden. Weiterführende Untersuchungen müssen nun zeigen, ob DTCs, die diesen Phänotyp aufweisen mit einem erhöhten Risiko für ein metastasisches Rezidiv assoziiert sind.