Zell-Zell-Kontakte verhindern Anoikis in primären humanen Kolonepithelzellen durch Aktivierung des Epidermal Growth Factor Rezeptors (EGFR)

Hintergrund: Neben der Zell-Matrix-Verankerung spielen auch Zell-Zell-Kontakte für das Überleben primärer humaner Kolonepithelzellen (KEZ) eine wichtige Rolle. Vorarbeiten zeigen, dass durch Aufrechterhaltung der KEZ-Zell-Zell-Verankerung die Induktion von Anoikis vollständig blockiert werden kann. Die Signalwege, über die dieser anti-apoptotische Effekt vermittelt wird, sind weitgehend unklar.

Methoden: Durch Inkubation ex-vivo isolierter KEZ in Gegenwart von E-Cadherin-Fc wurde eine Modulation von Anoikis erreicht. Um Zell-Zell-Kontakte über mehrere Stunden aufrecht zu erhalten, wurden KEZ nach Verlust der Zell-Matrix-Verankerung zu einem Zellaggregat (Pellet; P-KEZ) zentrifugiert. Zur Blockierung EGFR-vermittelter Signale wurden KEZ vor der Aggregation mit Tyrphostin AG1478 behandelt. Die Induktion von Apoptose wurde anhand der Aktivierung von Caspase-3 bestimmt (Western Blot, DEVD-pNA). Die Regulation anti-apoptotischer Proteine (Bcl-2, Mcl-1) sowie die Phosphorylierung des EGFR wurden mittels Western Blot analysiert.

Ergebnisse: Die Simulation von Zell-Zell-Kontakten mit E-Cadherin-Fc führte zu einer Reduktion der Caspase-3-Aktivität in KEZ um 30–40%. Als Folge der aufrecht erhaltenen Zell-Zell-Verankerung wurde in P-KEZ keine Caspase-3-Aktivierung beobachtet. Darüber hinaus führte die Zellaggregation zu leicht erhöhten Mengen von Bcl-2, einer deutlich höheren Expression von Mcl-1 sowie zu einer Aktivierung des EGFR. Daneben hatte eine Hemmung der EGFR-Kinase-Aktivität mit Tyrphostin AG1478 einen dosisabhängigen Anstieg der Caspase-3-Aktivierung zur Folge.

Schlussfolgerung: KEZ-Anoikis kann durch Simulation E-Cadherin-vermittelter Zell-Zell-Kontakten reduziert und durch Aufrechterhaltung bestehender Zell-Zell-Verankerung vollständig blockiert werden. An der Übertragung der durch den Zell-Zell-Kontakt vermittelten Überlebenssignale sind anti-apoptotische Mitglieder der Bcl-2-Familie beteiligt. Darüber hinaus scheint die durch die Zell-Zell-Verankerung induzierte Aktivierung des EGFR der Zelle als kooperativer Mechanismus zu dienen, der Überlebenssignale liefert, welche den Verlust von Zell-Matrix-Kontakten kompensieren.