Identifizierung und Charakterisierung von Mutationen der Proteinkinase CK1delta im colorektalen Karzinom und im Pankreaskarzinom

Einleitung:

Aufgrund der schlechten Prognose verschiedener Tumorerkrankungen ist es von enormer Bedeutung, die Tumorgenese und -progression auf molekularer Ebene zu verstehen und an neuartigen Therapiekonzepten zu arbeiten. In den letzten Jahren wurden die Mitglieder der CK1-Familie verstärkt als Zielmoleküle für neue Therapiekonzepte untersucht. Diese Proteinkinasen sind von Bedeutung in der Regulation vieler zellulärer Prozesse wie Proliferation, Differenzierung oder Apoptose. Veränderungen in der Expression bzw. Aktivität von CK1-Isoformen sowie Mutationen derselben können daher unmittelbar mit der Tumorgenese in Verbindung stehen.

Ziele:

Mutationen in der CK1δ-codierenden Sequenz werden häufig in Tumorzellen gefunden. Im Rahmen unserer aktuellen Studie charakterisieren wir die Auswirkungen der Mutationen von CK1δ auf die Kinaseaktivität sowie auf das onkogene Potenzial.

Methodik:

CK1δ-Mutanten, die im kolorektalen oder im Panreaskarzinom identifiziert wurden, wurden rekombinant hergestellt und anschließend anhand ihrer enzymkinetischen Parameter miteinander verglichen. Eine Teilgruppe der untersuchten CK1δ-Mutanten wurde für weitere Analysen außerdem bereits in etablierten Tumorzelllinien stabil überexprimiert. Die Effekte dieser Mutanten auf die Tumorzellproliferation wurde in Colony-Formation-Assays in Zellkultur sowie in einem subkutanen Maus-Xenotransplantationsmodell in vivo untersucht.

Ergebnis:

Die kinetischen Analysen der CK1δ-Mutanten ergaben, dass die Aktivität der meisten Mutanten mit der des CK1δ Wildtyps vergleichbar oder schwächer ist. Die Mutante CK1δ^T67S zeigte in den durchgeführten in vitro Analysen jedoch eine deutlich gesteigerte Aktivität. Die Überexpression dieser Mutante in einer etablierten kolorektalen Tumorzelllinie führte zu gesteigerter Zellproliferation und gesteigertem onkogenen Potenzial. Im verwendeten Xenotransplantationsmodell zeigten Zellen, welche die CK1δ^T67S-Mutante überexprimierten, im Vergleich mit Kontrollzellen außerdem ein deutlich verstärktes Tumorwachstum.

Schlussfolgerung:

Mutationen in CK1δ können zu erhöhter Kinaseaktivität und zu verstärktem Tumorwachstum führen. Dies stütz die Annahme, dass CK1 Isoformen interessante neue Zielmoleküle für die Behandlung von Krebserkrankungen darstellen.