Inhibition des Wnt-Signalwegs durch Salinomycin resultiert in Apoptose von CD133+/-Tumorstammzellen des kolorektalen Karzinoms in vitro und verringertem Tumorwachstum in vivo

Einleitung: Aufgrund seiner Eigenschaft Tumorstammzellen abzutöten, berechtigt das Polyether-Antibiotikum Salinomycin (Sal) zur Hoffnung neuer und effektiver onkologischer Therapieansätze. Die Wirksamkeit von Sal wurde bereits in diversen soliden und nicht-soliden Tumorentitäten, u.a. auch im kolorektalen Karzinom (CRC), überwiegend in vitro gezeigt. In diesem Forschungsvorhaben wurden die Wirksamkeit und der Wirkmechanismus von Sal im CRC in vitro und in vivo genauer untersucht.

Material und Methoden: Die Population der CD133+/–Tumorstammzellen innerhalb der humanen CRC-Zelllinien SW620 und HT29 wurden durchflusszytometrisch getrennt und anschließend ansteigenden Sal-Konzentrationen (0 – 10µM) ausgesetzt. Neben der Charakterisierung des Phänotyps der Zellen wurde der Einfluss von Sal auf den Wnt-Signalweg mittels qPCR und Western Blot analysiert. Nach in vitro-Behandlung der beiden murinen CRC-Zelllinien MC38 und CT26 und Bestätigung der Sal-Wirksamkeit wurde in Balb/c-Mäusen ein subkutanes, ein orthotopes und ein Modell zur Lebermetastasierung durch Zellinjektion etabliert und die Tiere anschließend für 3 Wochen mit Sal behandelt. Veränderungen des Wnt-Signalwegs wurden mit den o.a. Methoden untersucht.

Ergebnisse: Sal induziert in CD133+/–Tumorstammzellen gleichermaßen eine Proliferationsinhibition und Apoptose. In beiden Zellen kommt es zu einer verminderten Expression von LRP-6, GSK und β-Catenin und damit zentral am Wnt-Signalweg beteiligten Proteinen. Auf mRNA-Expressionsebene zeigt sich in den CD133+-Zellen eine verminderte Expression des Wnt-Zielgens Fibronektin. In vivo ist Sal in der Lage, das Wachstum des CRC in allen drei untersuchten Tumor-Modellen zu inhibieren. Protein-Expressionsanalysen zeigen ebenfalls eine Beeinträchtigung des Wnt-Signalwegs und eine verminderte Fibronektin-Expression in vivo.

Schlussfolgerung: Es kann erstmals bewiesen gezeitg werden, dass Sal das CRC-Wachstum in vivo einschränkt. Der inhibierende Einfluss auf den Wnt-Signalweg und die damit gestörte Expression des Wnt-Zielgens Fibronektin beschreibt einen bislang unbekannten Wirkmechanismus von Sal im CRC. Sal bleibt ein vielversprechendes Medikament für den klinischen Einsatz von Sal zur Behandlung des CRC.