Telomeraseinhibition führt zur Elimination von tumor-initiierenden Zellen im humanen Pankreaskarzinom

Einleitung:

Das Pankreaskarzinom zählt zu den aggressivsten malignen Tumorerkrankungen weltweit. Tumorstammzellen (CSCs) haben eine herausragende Bedeutung für die Entstehung, die Metastasierung und die ausgeprägte Therapieresistenz im Pankreaskarzinom. Dabei zeichnen sich CSCs durch ihre uneingeschränkte Fähigkeit zur Selbsterneuerung, ihr Differenzierungspotential und ihre exklusive Tumorigenität aus. Im Kontext ihrer ausgeprägten Therapieresistenz spielen CSCs daher zunehmend auch als therapeutisches Target eine zentrale Rolle.

Ziel:

Ein tieferes Verständnis der „stemness“ von Tumorstammzellen, sowie die Entwicklung einer gezielten Therapie zur Elimination von CSCs im humanen Pankreaskarzinom.

Methodik:

Untersuchung der Expression und Aktivität des Enzyms Telomerase, sowie der Telomerlänge in Tumorstammzellen und differenzierten Tumorzellen in primären Pankreaskarzinomzellen. Spezifische Inhibition der Telomeraseaktivität durch BIBR1532 oder lentiviral mediierten Knock-down von hTERT in vitro. Subsequente Evaluation der funktionellen Effekte (Expression von hTERT und Telomeraseaktivität, Expression von Stammzellmarkern, sphere formation) in vitro und der Tumorigenität in vivo mittels extreme limiting dilution assay (ELDA) im CAM Assay und im Nacktmaus Xenograft Modell.

Ergebnis:

In CSCs konnte eine gesteigerte Genexpression von Telomerase und Telomerase-assoziierten Genen nachgewiesen werden, die mit einer Überexpression von Stammzellmarkern einhergeht. Im Vergleich zu differenzierten Tumorzellen konnte eine signifikant erhöhte Telomeraseaktivität und damit signifikant längere Telomere nachgewiesen werden.

Die Telomeraseinhibition in primären Pankreaskarzinomzellen durch BIBR1532 oder genetischen Knock-down führt zur signifikanten Reduktion der Tumorstammzellzahl durch präferentielle Apoptoseinduktion im CSC-Kompartment und führt zur Inhibition ihrer charakteristischen funktionellen Eigenschaften wie beispielsweise der sphere formation in vitro und der Tumorigenität in vivo.

Schlussfolgerung:

Im humanen Pankreaskarzinom ist eine erhöhte Telomeraseaktivität und somit eine kontinuierliche Verlängerung der Telomere von essentieller Bedeutung für Tumorstammzellen. Telomeraseinhibition führt folglich zu ihrer gezielten Elimination.