Syndecan-1 (CD138) reguliert die Strahlenresistenz des tripel-negativen Mammakarzinoms in Abhängigkeit von CDK6 und FAK

Einleitung:

Syndecan-1 (CD138) ist ein Transmembran-Proteoglykan, welches neben der Sequestrierung von bioaktiven Molekülen v.a. eine wichtige Rolle als Co-Rezeptor for Rezeptortyrosinkinasen und Chemokinrezeptoren spielt. Syndecan-1 beeinflusst die Regulation der Zellmigration, Zell-Zell- und Zell-Matrix-Interaktionen, Wachstumsfaktoren, Chemokin- und Integrin-Aktivität und proteolytischer Aktivität. Dies zeigt sich bei Expressionsänderungen von Syndecan-1 unter pathologischen Bedingungen, wie Wundheilung, pathologischer Angiogenese und maligner Erkrankungen. In dieser in vitro-Studie wurde der Einfluss eines Syndecan-1-Knockdowns auf die Strahlenresistenz bei tripel-negativen Mammakarzinomzellen untersucht.

Methoden:

Die tripel-negativen humanen Mammakarzinomzellinien MDA-MB-468, MDA-MB-231 und HT1806 wurden transient mit Syndecan-1-spezifischer bzw. einer Kontroll siRNA transfiziert. Anschließend wurden die Zellen mit 2 – 4 Gy bestrahlt. Mithilfe einer Transkriptom-weiten Expressionsanalyse wurde zahlreiche Kanditatengene, die für die Resistenz verantwortlich sein könnten, identifiziert. Die vielversprechendsten Kandidatengene wurden mittels qPCR und FACS-Analyse untersucht. Die Strahlenresistenz wurde mittels Koloniebildungsassay untersucht. Defekte in der DNA-Reparatur wurden mittels gH2AX-Assay analysiert. Der Einfluss auf den Zellzyklus wurde durchflusszytometrisch ermittelt.

Ergebnisse:

Der Syndecan-1-Knockdown führte zu einer erhöhten Strahlenresistenz aller untersuchten Zellinien. Es zeigte sich ein signifikanter Einfluss des Syndecan-1-knockdowns auf die DNA-Reparatur, der jedoch Zellinien-spezifisch ausfiel. Die Syndecan-1-Depletion führte zu antiproliferativen Effekten auf den Zellyklus, wobei verschiedene Zellzyklusphasen in Zellinien-abhängiger Weise betroffen waren (G2/M, S, G1). Auf molekularer Ebene waren diese Effekte mit signifikanter Herabregulation der Expression von CDK6 und einer verstärkten Aktivierung der focal adhesion kinase FAK assoziiert.

Schlussfolgerung:

Die Strahlenresistenz tripel-negativer Mammakarzinomzellen wird durch Syndecan-1-Knockdown erhöht. Mithilfe der identifizierten Kandidatengene kann der molekulare Wirkmechanismus besser eingeschätzt werden, um ein pharmakologisches Eingreifen (z.B. mit CDK6-Inhibitoren) zum Zwecke einer Optimierung der Strahlentherapie zu ermöglichen.