Die Rolle des nicht-kanonischen RAS-Proteins Muscle Ras Oncogene homolog (MRAS) im Hepatozellulären Karzinom
Creators: name: Bildstein, Marko
Publisher: name: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Year: 2024

description: Hintergrund und Ziele Das Hepatozelluläre Karzinom ist eine der tödlichsten Krebsarten weltweit. Die HCC-Inzidenz wird in den nächsten Jahren aufgrund der Zunahme von Risikofaktoren in der westlichen Welt, wie z.B. der nicht-alkoholischen Fettleberkrankheit, weiterhin ansteigen. Obwohl mehr und mehr über die Pathomechanismen bekannt ist, gibt es nur wenige medikamentöse Therapiemöglichkeiten. Sorafenib ist nach wie vor eine der First-Line-Therapieoptionen bei fortgeschrittenem HCC und verlängert die Überlebenszeit der Patienten im Vergleich zu Placebo leider nur um wenige Monate. In letzter Zeit konnten einige vielversprechende weitere Tyrosinkinaseinhibitoren wie Lenvatinib oder Regorafenib keinen Vorteil hinsichtlich des Geamtüberlebens gegenüber einer Sorafenib-Therapie aufweisen. Der Grund für die Einschränkung einer Therapie mit Tyrosinkinaseinhibitoren wie Sorafenib ist die Entwicklung einer sekundären Resistenz bei fast allen Patienten. Daher ist es wichtig, weitere Einblicke in die zugrunde liegenden Mechanismen der Sorafenib-Resistenz zu gewinnen. Die Hemmung des RAS-RAF-ERK-Signalwegs ist einer der Hauptwirkmechanismen von Tyrosinkinase-inhibitoren einschließlich Sorafenib. Frühere Studien unserer Gruppe haben gezeigt, dass kanonische RAS-Gene wichtige therapeutische Ziele beim HCC darstellen. Abgesehen von den kanonischen RAS-Proteinen (KRAS, HRAS, NRAS) ist die Rolle der nicht-kanonischen RAS-Gene, einschließlich des muscle-RAS-oncogene-homologs (MRAS), beim HCC jedoch nach wie vor unklar. Ziel dieser Studie war es, die Expression und Funktion von MRAS bei der HCC-Progression und bei der erworbenen Sorafenib-Resistenz zu charakterisieren. Methoden Für die Expressions- und Funktionsanalysen wurden verschiedene HCC-Zelllinien (PLC, Hep3B, HepG2 und Huh-7) verwendet. Sorafenib-resistente Zellklone (Hep3B-SR) wurden durch schrittweise Erhöhung der Sorafenib-Konzentration in der Zellkultur etabliert. Quantitative RT-PCR und Western-Blot-Analysen wurden zur Quantifizierung der MRAS RNA- bzw. Proteinmengen verwendet. Die Immunfluoreszenzanalyse wurde zur Bestätigung der zellulären Lokalisierung des MRAS-Proteins verwendet. Die MRAS-Funktion wurde nach spezifischem Gen-knockdown unter Verwendung einzelner si-RNAs oder si-RNA-Pools untersucht. Die Boyden-Kammeranalyse wurde zur Quantifizierung von Migration und Invasion verwendet. Echtzeit-Zellanalyse und Klonogenitätstests wurden zur Quantifizierung von Proliferation und Stammzelleigenschaften verwendet. Ergebnisse MRAS war in HCC-Zelllinien und Patientengeweben im Vergleich zu primären humanen Hepatozyten (PHH) überexprimiert. Der Knockdown von MRAS zeigte eine starke Reduktion der Zellproliferation, Klonogenität, Migration, Invasion und AKT-Aktivierung in HCC-Zelllinien. Fluoreszenz-aktivierte Zellsortierungsanalysen (FACS) und die LDH-Quantifizierung in Zellüberständen zeigten, dass der MRAS-knockdown keine toxischen Effekte auf primäre menschliche Hepatozyten zeigt. Die In-silico-Analyse der aus dem Krebsgenomatlas (TCGA) abgeleiteten Datensätze ergab, dass eine erhöhte MRAS-Expression mit einem schlechten Patientenergebnis korrelierte. Darüber hinaus stellten wir fest, dass die MRAS-Expression auch in Sorafenib-resistenten Zellen im Vergleich zu nicht-resistenten HCC-Zelllinien hochreguliert war und ein Knockdown von MRAS auch bei erworbener Resistenz gegen Sorafenib zu einer Proliferationshemmung führte. Schlussfolgerungen In dieser Studie zeigen sowohl in vitro als auch in vivo gewonnene Daten, dass die nicht-kanonische RAS-Isoform MRAS ein neues potenzielles therapeutisches Zielgen im HCC und bei erworbener Resistenz gegen Sorafenib darstellen könnte.