Die Rolle von SK4 und TRPM3 für die Proliferation von MMTV PyMT Brusttumorzellen

Abstract

Im Rahmen dieser Dissertation wurden Untersuchungen zur möglichen Interaktion des Ca2+-aktivierten Kaliumkanals SK4 mit dem TRPM3-Kanal, einem Ca2+-permeablen Kationen-Kanal, im MMTV PyMT Brusttumorzellmodel durchgeführt. Diese Analysen sollten teilweise vorangegangene Experimente bestätigen und haben außerdem neue Erkenntnisse bezüglich der mRNA-Expression, Ca2+-Dynamik sowie Proliferation der Zellen in Abhängigkeit von SK4 und TRPM3 geliefert. Konkret zeigten quantitativen Untersuchungen zur mRNA Expression von TRPM3 und des verwandten TRPM7-Kanals, dass beide TRPM-Kanäle im nativen MMTV PyMT Brusttumorgewebe abundanter sind als in dem in vitro Brusttumorzellmodel, was darauf hinweist, dass TRPM3/7 auch in Zellen des Tumorstromas (Endothelzellen, Tumor-assoziierte Fibroblasten usw.) vorkommen. Versuche mit Mefenaminsäure (MEF), einem NSAR das auch als TRPM3-Kanalinhibitor wirkt, implizieren anti-proliferative Effekte für die pharmakologische Inhibition von TRPM3 in MMTV PyMT Brusttumorzellen. Dieser Effekt erreichte im Vergleich zu unbehandelten Zellen jedoch nicht das Signifikanzniveau. Untersuchungen zur Ca2+-Dynamik weisen allerdings auf eine Abnahme des Wachstumsfaktor-stimulierten Ca2+-Influx nach pharmakologischer Inhibition von TRPM3 durch MEF hin. Analoge Untersuchungen zur pharmakologischen Inhibition des SK4-Kanals mittels TRAM-34 in den MMTV PyMT Brusttumorzellen hatten einen in der Ausprägung ähnlichen jedoch in der Intensität viel stärkeren Effekt auf den Ca2+-Influx. In diesem Zusammenhang bestätigte auch die gesteigerte Amplitude der Ca2+-Transienten nach Applikation von DCEBIO, einem SK4-Kanal Aktivator, die Bedeutung des SK4 Kanals für die Ca2+-Dynamik der MMTV PyMT Brusttumorzellen. Die TRAM-34-Applikation führte darüber hinaus zu einer signifikanten Hemmung der MMTV PyMT Brusttumorzellproliferation. Eine gleichzeitige Inhibition von TRPM3 und SK4 mittels MEF und TRAM-34 hatte dagegen keine synergistischen Effekte auf verschiedene Parameter der Ca2+-Homöostase oder das Proliferationsverhalten. Insgesamt deuten diese Befunde darauf hin, dass die von TRPM3 und SK4 modulierten intrazellulären Ca2+-Signalwege unterschiedliche Auswirkungen auf das Wachstumsverhalten der MMTV PyMT Brusttumorzellen haben. Da MEF als NSAR auch COX1/2-abhängige Effekte hat, wurde in einer weiterführenden Versuchsreihe untersucht, inwiefern COX1/2 Hemmung die Ca2+-Dynamik der nachweislich COX1/2-positiven Brusttumorzellen beeinflusst. Der TRPM3-unabhängige COX1/2 Inhibitor Diclofenac hatte jedoch keinen Effekt auf den Wachstumsfaktor-stimulierten Ca2+-Influx, was die Schlussfolgerung erlaubt, dass die Hemmung der TRPM3 Kanäle für die Regulation der Ca2+-Dynamik durch MEF eine übergeordnete Rolle spielt. Abschließend wurden auch Analysen zu alternativen Ca2+-permeablen Kanälen in den MMTV PyMT Brusttumorzellen durchgeführt. Die funktionale Bedeutung der im Rahmen dieser Arbeit erbrachten Nachweise für STIM1, STIM2 und Orai1, welche Teil des sogenannten „store operated calcium entry“ sind, für Ca2+-Dynamik und Proliferation muss aber zukünftigen Untersuchungen überlassen bleiben.