Die Fibronektinisoform EDB verbessert die Knochendichte in vivo

Einleitung Während der Knochenbildung produzieren Osteoblasten eine extrazelluläre Matrix, die sie später mineralisieren. Ein Bestandteil dieser Matrix ist Fibronektin. Arbeiten unserer Gruppe haben gezeigt, dass die Osteoblasten zwei Isoformen produzieren, nämlich EDA- und EDB-Fibronektin, die jeweils eine Extradomäne (ED) namens A oder B zusätzlich enthalten. Diese Extradomänen können durch die Wirkung auf unterschiedliche Rezeptoren, u.a. durch eine auto-Rückkopplung, die Osteoblastenfunktion stimulieren und die Knochenbildung in vitro verbessern. Ziel dieser Arbeit war herauszufinden, ob die Produktion dieser Isoformen durch unterschiedliche Brustkrebstumore die Knochendichte beeinflussen kann.

Ergebnisse Mittels CRISPR/Cas wurde Fibronektin in MDA-MB-231/Bone/luc+ Zellen manipuliert. Drei Linien wurden entwickelt, die entweder die EDA-Domäne (EDA-), die EDB-Domäne (EDB-) oder beide Domänen (EDA-EDB-) nicht mehr beinhalten. Trotzdem produzierten alle drei noch Fibronektin, welches weiterhin die Bindungsstelle für den klassischen Fibronektinrezeptor enthielt. Die produzierte Fibronektin-Menge war vergleichbar. Nach intratibialer Injektion der Tumore wurde das Wachstum mittels Biolumineszenz wöchentlich gemessen. Die vor der Tötung gemessene Lichtintensität in Woche 8 war am größten bei den EDB- Tieren (EDB-: 2,7 x 106 vs. EDA-: 1,6 x 106 vs. EDA-EDB-: 0,3 x 106 RLU, p < 0.001, n = 13/14/8). Die Osteolyse zeigte ein ebenfalls signifikantes und ähnliches Verhältnis. Eine periphäre quantitative Computer Tomographie (pQCT) des distalen Femurs wurde durchgeführt. Um auszuschließen, dass Veränderungen in der Knochendichte auf die unterschiedlichen Tumorgrößen zurückzuführen sind, wurden die Femora des gegenseitigen Beins von Tieren mit vergleichbar großen Tumoren gemessen. Die Knochendichte der Gruppe EDB- war kleiner als die der EDA- Gruppe (EDB-: 459 vs. EDA-: 495 vs. EDA-EDB-: 462 mg/cm3, n = 9/9/4) (p < 0.05 für EDB- vs. EDA-). Somit ist die Knochendichte besser, wenn die Domäne EDB vorhanden ist. In einer klinischen Studie von 76 Patientinnen mit Brustkrebs fanden sich 16 Patientinnen mit EDB-Expression im oberen Quintil. Diese Patientinnen wären demnach gegen Osteoporose geschützt. Interessanterweise hatten zwei Patientinnen aus dieser Gruppe Knochenmetastasen während insgesamt 4 Patientinnen Knochenmetastasen erlitten, und 4 von 9 Fernmetastasen aus dieser Gruppe entstammt sind. Demnach beeinflusst eine hohe Expression von EDB Fibronektin nicht die Metastasenbildung. Im Gegensatz dazu hatte keine Patientin mit EDA Fibronektin im oberen Quintil eine Knochenmetastase und nur 2 Patientinnen eine Fernmetastase.

Diskussion Zusammengefasst weisen diese Daten darauf hin, dass die Anwesenheit von EDB im periphären Blut mit einer besseren Knochendichte und Struktur einhergehen, ohne die Metastasenbildung zu beeinflussen.

Keywords Fibronektin, Metastasen, Knochendichte

Korrespondenzadresse Caren Zöller, Universitätsklinikum Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 305, 69120 Heidelberg, Deutschland

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Article published online:
05 March 2021