Over-expression of fibroblast growth factor 5 (FGF5) in melanoma

Das kutane maligne Melanom ist ein Tumor mit steigender Inzidenz, der aus pigmentproduzierenden Melanozyten entsteht. Im Fruhstadium der Erkrankung ist durch eine Operation eine vollstandige Heilung moglich. Haben sich jedoch bereits Metastasen in anderen Organen gebildet, steht bisher keine kurative Therapie zur Verfugung. FGF/FGFR Signalsysteme spielen bei zahlreichen Tumorarten eine entscheidende Rolle im Zellwachstum und -uberleben und in der Angiogenese. Die Uberexpression von Fibroblasten-Wachstumsfaktor 2 (FGF2) und Mutationen in Signaltransduktions wegen wie BRAF sind die charakteristischen Merkmale von Melanomzellen. Expressionsanalysen zeigten Uberexpression von FGF5 in 90% der untersuchten Melanomzelllinien, wahrend FGF5 von gesunden Melanozyten praktisch nicht gebildet wird. Ziele: Die Ziele der Arbeit waren: A) Untersuchung der Auswirkungen von FGF5 Uberexpression und Inhibierung auf den malignen Phanotyp von Melanomzellen in vitro. B) Analyse der Wirkung von FGF5 Uberexpression auf das Tumorwachstum in vivo durch Xenotransplantationsexperimente in SCID-Mausen. Methoden: Die Experimente umfassten: (I) Generation von isogenen Zellmodellen mit Uberexpression von FGF5, (II) Analyse der Auswirkungen der FGF5 Uberexpression auf den malignen Phanotyp in vitro, (III) Analyse des Effekts der FGF5 Uberexpression auf das Tumorwachstum in vivo, (IV) Etablierung von shRNA-induziertem Knockdown des endogenen FGF5 mittels Lentiviren und Untersuchung der Auswirkungen des Knockdowns in vitro, (V) Analyse der Wirkung eines Extrakts der Heilpflanze Neurolena lobata auf Melanomzellwachstum und FGF/FGFR-Expression. Resultate: Ergebnisse des Scratch Assay sowie des Invasion Assay zeigten deutlich den Einfluss der FGF5 Uberexpression auf eine gesteigerte Migrationsfahigkeit der VM1 Zelllinie. Eine erhohte Klonogenitat wurde in VM1 Zellen mit FGF5 Uberexpression im Vergleich zu GFP Kontrolle ebenfalls beobachtet. Keine signifikante Wirkung von FGF5 Uberexpression wurde im Soft Agar Assay beobachtet. Weiters wurde gezeigt, dass Uberexpression von FGF5 keine Auswirkung auf die Proliferation von VM1 und VM21 Zellen in vitro hat. Ergebnisse der Xenotransplantations Experimente in SCID-Mausen haben gezeigt, dass Zellen mit FGF5 Uberexpression fruher Tumore bilden und eine Erhohung der Tumorgrose im Vergleich zu Kontrollen aufweisen. Eine hohe Rate der Zellproliferation vor allem an den Tumorrandern wurde durch Ki-67 Farbungen nachgewiesen. Endothelzellen wurden durch Farbung mit vonWillebrand-Faktor identifiziert. In HE und Ki-67 Farbungen der Lunge und Leber von Mausen wurden jedoch weder in der FGF5 uberexprimierenden Gruppe noch in der Kontrollgruppe Metastasen aus den xenotransplantierten Tumoren beobachtet. Ein shRNA-vermittelten Knockdown des endogenen FGF5 zeigte eine hemmende Wirkung auf die Koloniebildung in vitro, hatte aber keine Auswirkung auf die Migrationsfahigkeit der Zellen. Ergebnisse der Behandlung von Melanomzellen mit N. lobata Extrakt zeigten eine konzentrationsabhangige zytotoxische Wirkung in allen getesteten Melanomzelllinien. Eine Reduktion der Expression von FGF2 nicht jedoch von FGFR1 oder 4 wurde in den mit N. lobata Extrakt behandelten Zellen beobachtet. Schlussfolgerungen: Eine stimulierende Wirkung von FGF5 auf maligne Eigenschaften von Melanomzellen konnte sowohl in vitro als auch in vivo gezeigt werden.