Auswirkungen der Ras-Inaktivierung durch Farnesyltransferaseinhibitoren auf die Signaltransduktion des autokrinen Wachstumsfaktors IGF-II beim Neuroblastom

Abstract

Das Neuroblastom, ein Tumor des neuroektodermalen Gewebes, ist mit 8 der dritthäufigste Tumor im Kindesalter. Die Neuroblastome zeigen oft eine autokrine Stimulation des Wachstums, bei der sie Wachstumsfaktoren selbst produzieren, für die sie Rezeptoren besitzen. Die Unterbrechung dieser autokrinen Stimulation könnte von therapeutischem Nutzen sein. In vier Neuroblastomzellinien (Kelly, IMR32, SK-N-SH und SK-N-AS) wurden die IGF-II mRNA, die IGF-I-Rezeptor mRNA, sowie die IGF-II Konzentrationen in Zellkulturüberständen nachgewiesen. Die Zellproliferation nahm bereits in serumreduziertem Medium aufgrund der autokrinen Produktion von IGF-II nach 48 Stunden je nach Zellinie bis zu 70 zu. Durch Zugabe von [50 ng/ml] IGF-II konnte die Zellproliferation in den Neuroblastomzellinien maximal gesteigert werden. Der IGF-II-Signaltransduktionsweg verläuft u.a. über die Aktivierung der Ras-Proteine. In vielen Tumoren führen die durch Mutationen oder autokrine Stimulation aktivierten Ras-Proteine zur Tumorgenese. Ras-Proteine aktivieren Pro-teinkinasekaskaden, wie z.B. die MAPK (ERK-1 und ERK-2). In den Zellinien IMR32 und SK-N-SH ließ sich die MAPK (ERK-1 und ERK-2) durch IGF-II aktivieren. Weiterhin wurde die Modulation der Expression des Transkriptionsfaktors N-myc in Abhängigkeit von IGF-II nachgewiesen. Nachdem der Ras-abhängige Signaltransduktionsweg von IGF-II in den Neuroblastomzellen nachgewiesen wurde, wurden die Auswirkungen der Inaktivierung der Ras-Proteine auf die autokrine Stimulation des Wachstums der Neuroblastomzellen untersucht. Mit dem Farnesyltransferaseinhibitor 'FTI277' wurde sowohl in Vollmedium als auch in serumfreiem Medium eine starke Reduzierung der Zellproliferation, der MAPK Aktivität, sowie der N-myc-Expression beobachtet. Die Inaktivierung der Ras-Proteine durch Farnesyltransferaseinhibitoren könnte sich zu einem vielversprechenden neuen Therapieansatz beim Neuroblastom entwickeln.

Neuroblastoma is the third frequent tumor in childhood. Autocrine stimulation with the growth-factor IGF-II has been described in neuroblastoma.The intracellular signal transduction of this growth-factor is mediated by ras-proteins.The growth promoting signals are proceeded further downstream by a cascade of protein- kinases as Raf, MEK and ERK. Finally these activation processes lead to the expression of several transcription factors including N-myc.The activation of the N-myc gene is supposed to enhance the proliferation of neuroblastoma cells. On the other hand N-myc amplification is known to correlate with neuroblastoma stage and unfavourable prognosis. To be biologically active ras-proteins need to be anchored to the cell membrane by farnesylation. Inhibition of the farnesylation of ras proteins is one possible way to disrupt the autocrine cycle of IGF-II in neuroblastoma. The effect of autocrinely produced IGF-II on the growth of neuroblastoma was examined by a proliferation assay.The proliferation kinetics showed that the supply of 50 [ng/ml] IGF-II enhanced the growth rate of neuroblastoma cells by up to 70 Furthermore N-myc expression was induced by IGF-II. The inactivation of ras by farnesyltransferaseinhibitor FTI '277' resulted in a reduction of cellproliferation, MAPK activity and N-myc expression. Therefore the inactivation of ras-proteins by 'FTI277'could in future become a promising therapeutic strategy for neuroblastoma.