Die Aktivierung von „Überlebenskinasen“ und NF-κB verzögert Anoikis in primären humanen Kolonepithelzellen

Hintergrund: Apoptose nach Verlust der Zellverankerung (Anoikis) spielt eine wichtige Rolle im Lebenszyklus adhärenter Zellen. Der Verlust der Verankerungsabhängigkeit scheint einen entscheidenden Schritt bei der Entstehung von Metastasen darzustellen. Kürzlich wurde in IEC-18-Zellen nach Verlust der Zellverankerung die Aktivierung einer Reihe von Kinasen sowie von NF-κB beobachtet, welche die Zellen kurzzeitig vor Anoikis schützt. Die Aktivierung dieser Kinasen und NF-κB wurde deshalb nach Induktion von Anoikis in primären humanen Kolonepithelzellen (KEZ) untersucht.

Methoden: Anoikis in KEZ wurde durch Inkubation in Suspension induziert und anhand der Caspase-3-Aktivierung überprüft (Western Blot, DEVD-pNA). Die Wiederherstellung von Zell-Zell-Kontakten erfolgte durch Zentrifugation der KEZ. Die Phosphorylierung von Src, EGFR, Erk1/2, p38-MAPK, JNK und c-Jun wurde mithilfe von Western Blot und ELISA untersucht. Mittels ELISA wurde der Gehalt an EGF und TGF-α in den Zellüberständen sowie die NF-κB-Aktivierung bestimmt.

Ergebnisse: Direkt nach Verlust der Zellverankerung wurde bei allen untersuchten Kinasen eine Zunahme der Phosphorylierung beobachtet. Die höchsten Level von pEGFR, pErk1/2 und pJNK wurden nach 1h detektiert, während die Phosphorylierung von Src und p38-MAPK auch danach noch weiter anstieg. Die initiale Aktivierung der Kinasen erfolgte bevor die aktivierte Form von Caspase-3 nachweisbar war. Daneben wurde die Sekretion großer Mengen an EGF und TGF-α sowie eine zeitabhängige NF-κB-Aktivierung beobachtet. Der Fortschritt von Anoikis wurde effektiv blockiert, wenn Zell-Zell-Kontakte zwischen KEZ, die bis zu 1h in Suspension inkubiert wurden, wiederhergestellt wurden. In diesen Zellen war die Caspase-3-Aktivität um bis zu 50% reduziert (p=0,04).

Schlussfolgerung: Der Verlust der Zellverankerung führt in primären humanen KEZ zu einem transienten Anstieg der Aktivierung bestimmter Kinasen, einer starken Zunahme der NF-κB-Aktivität und der Sekretion von Wachstumsfaktoren. Aufgrund dieser Mechanismen scheinen KEZ unmittelbar nach Verlust der Verankerung für einen kurzen Zeitraum vor Anoikis geschützt zu sein. Innerhalb dieser Zeit kann durch Wiederherstellung der physiologischen Zell-Kontakte der Fortschritt der Apoptose in KEZ blockiert werden.