Identifizierung von Cathepsin D in Lebermetastasen des Kolonkarzinoms mittels Proteomanalyse

Die molekularen Mechanismen der Tumormetastasierung sind noch weitgehend unbekannt. Mittels 2 dimensionaler Elektrophorese (2-DE) und Peptid-Fingerprinting mit MALDI-TOF-MS (matrix assisted laser desorption/ionization-time of flight-mass spectrometry) wurde die Expression von Cathepsin D in 3 von 4 Lebermetastasen von Patienten mit fortgeschrittenen Kolonkarzinomen nachgewiesen. Die weiterführende Analyse der Cathepsin D Expression erfolgte im Tumorgewebe und tumorfreier Mukosa von 16 Patienten mit Kolonkarzinom und in 7 Lebermetastasen mittels Western blot Analyse und Immunhistochemie. Außerdem wurde die Invasion von Kolonkarzinomzellen in vitro nach Gabe eines Cathepsin D Inhibitors untersucht. Außer Cathepsin D wurden mittels MALDI-TOF-MS 6 weitere Proteine in den Metastasen identifiziert: Heat shock 27kDa, novel protein similar to Rab6 GTPase activating protein, Keratin 10, beta-Tropomyosin, Proapolipoprotein and Interferon alpha 6 waren in mindestens 2 der 4 untersuchten Metastasen nachweisbar. Die weiterführende Analyse der Cathepsin D Expression zeigte eine signifikante Erhöhung der Cathepsin D Expression in den Tumoren im Vergleich zur tumorfreien Schleimhaut (P=0.035). In der immunhistochemischen Analyse konnte Cathepsin D in tumorfreien Krypten, in den Tumorzellen, sowie in Makrophagen und dem Stroma nachgewiesen werden. In 10 (77%) der 13 Kolonkarzinome waren die Cathepsin D-immunoreaktiven Makrophagen und Stromazellen typischerweise an der Invasionsfront der Tumoren lokalisiert. Die Hemmung der Cathepsin D Aktivität in vitro zeigten jedoch keinen Einfluss auf die Invasion von Kolonkarzinomzellen. Zusammenfassend zeigen diese Untersuchungen, dass die intrazellulläre Aspartylprotease Cathepsin D in primären und metastasierten Kolonkarzinomen exprimiert wird. Wenngleich die Expression von Cathepsin D bevorzugt an der Invasionsfront der Tumoren lokalisiert war, so zeigen die in vitro Untersuchungen, dass die Hemmung der Cathepsin D Aktivität in den Tumorzellen das Invasionsverhalten nicht ändert. Dies lässt darauf schließen, dass die biologische Funktion von Cathepsin D in der Tumorprogression vornehmlich durch infiltrierende Makrophagen bzw. Stromazellen vermittelt wird und diese damit indirekt zur Invasion von Kolonkarzinomzellen beitragen könnten.

Keywords: 2D, Kolonkarzinom, Metastasen, Proteomics