Zielgerichtete Therapie mit EphB4 und EphrinB2 bei HNSCC
Forschung bringt neue Erkenntnisse über die Ausbreitung von Krebs und die Immunantwort bei Kopf- und Halskrebs ans Licht.
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Inhaltsverzeichnis
- Was ist Metastase?
- Rolle spezifischer Gene bei der Metastase
- Auswirkungen von EphB4 und EphrinB2 bei HNSCC
- Untersuchung der Auswirkungen von EphB4 auf Metastase
- Veränderungen in Immunzellen
- Rolle des vaskulären EphrinB2
- Präklinische Studien mit neuartigen Wirkstoffen
- Fazit
- Zukünftige Richtungen
- Originalquelle
Kopf-Hals-Plattenepithelkarzinom (HNSCC) ist eine Art von Krebs, der die Gewebe im Bereich von Kopf und Hals betrifft. Es ist die sechs häufigste Krebsart weltweit und hat ernsthafte Auswirkungen auf die Patienten. Die Überlebensrate für Leute, bei denen diese Krebsart diagnostiziert wird, liegt unter 50 % innerhalb von fünf Jahren. Leider haben viele Patienten, trotz neuer Behandlungen, immer noch schlechte Ergebnisse, besonders die mit fortgeschrittenen Fällen.
Etwa 10 % der Patienten mit HNSCC haben bei der ersten Diagnose Krebs, der sich bereits auf andere Teile des Körpers ausgebreitet hat. Weitere 30 % könnten dieses Problem entwickeln, wenn sich ihre Krankheit verschlechtert. Wenn sich der Krebs ausbreitet oder metastasiert, leben die Patienten möglicherweise nur etwa 10 Monate. Diese alarmierenden Fakten zeigen, dass ein dringender Bedarf an neuen Behandlungsstrategien besteht, die speziell das Problem der Fernmetastasen bei HNSCC-Patienten angehen können.
Metastase?
Was istMetastase ist der Prozess, bei dem Krebszellen ihren ursprünglichen Standort (den Primärtumor) verlassen und sich in entfernte Teile des Körpers ausbreiten. Das ist eine komplizierte Abfolge, die mehrere Schritte umfasst. Zuerst dringen Krebszellen in die umliegenden Gewebe ein. Dann gelangen sie in Blutgefässe oder Lymphgefässe. Einmal im Blutkreislauf zirkulieren sie durch den Körper, bis sie an einem anderen Ort austreten. Schliesslich müssen sie sich niederlassen und neue Tumoren bilden. Jeder dieser Schritte wird durch die Wechselwirkungen zwischen den Krebszellen, dem Blutgefässsystem und dem Immunsystem beeinflusst.
Die Blutgefässe um Tumoren können als Barrieren wirken, die den Eintritt sowohl von Krebszellen als auch von Immunzellen einschränken, was sie zu potenziellen Zielen für Behandlungen macht, die Metastasen stoppen sollen. Neueste Studien haben gezeigt, dass bestimmte Moleküle auf den Blutgefässen die Bewegung und Überlebensfähigkeit von Krebs- und Immunzellen fördern können, wodurch die Reaktion des Körpers auf Krebs beeinflusst wird.
Rolle spezifischer Gene bei der Metastase
Verschiedene Gene sind mit dem Metastaseprozess verbunden. Darunter sind die Eph-Rezeptor- und Ephrin-Genfamilien. Eph-Rezeptoren sind eine grosse Gruppe von Proteinen, die mit membrangebundenen Ephrin-Proteinen interagieren, sodass sie innerhalb der Zellen kommunizieren können. Diese Proteine spielen eine Schlüsselrolle in der Entwicklung des Körpers, da sie an Prozessen wie der Zellleitung, der Bildung neuer Blutgefässe und der Bildung von Blutzellen beteiligt sind.
Bei Erwachsenen sind diese Proteine in Situationen aktiv, wie zum Beispiel bei der Wundheilung und in Gesundheitsproblemen wie Immunstörungen und Krebsarten. Ihre Funktionen beinhalten die Unterstützung bei der Bildung neuer Blutgefässe, die Förderung von Entzündungen und die Beeinflussung des Krebsfortschritts.
EphB4 und ephrinB2 sind zwei spezifische Proteine aus dieser Familie, die viel im Zusammenhang mit Krebs untersucht wurden. Forschungen haben gezeigt, dass EphB4 normalerweise in Krebszellen vorkommt, während ephrinB2 häufiger in Blutgefässzellen zu finden ist. Eine Verringerung von ephrinB2 in Blutgefässen könnte zu reduziertem Tumorwachstum und einem anderen Verhalten der Immunzellen im Tumorgebiet führen.
Auswirkungen von EphB4 und EphrinB2 bei HNSCC
Frühere Studien haben gezeigt, dass EphB4 hauptsächlich in Krebszellen in verschiedenen Modellen von HNSCC exprimiert wird. Wenn EphB4 reduziert oder gelöscht wird, kann dies zu einem schnelleren lokalen Tumorwachstum führen. Forscher wollten untersuchen, wie EphB4 und ephrinB2 die Ausbreitung von Krebs auf entfernte Stellen beeinflussen.
Forschungen haben gezeigt, dass das Reduzieren von EphB4 in Krebszellen mit einer Zunahme von Metastasen verbunden ist, die mit Veränderungen im Immunsystem in Verbindung steht, die die natürlichen Abwehrmechanismen des Körpers gegen Krebs unterdrücken. Im Gegensatz dazu hat sich gezeigt, dass das Entfernen von ephrinB2 aus Blutgefässen das lokale Tumorwachstum stoppt und die Metastasen reduziert. Das hebt die unterschiedlichen Rollen hervor, die diese Proteine beim Fortschreiten von HNSCC spielen.
Untersuchung der Auswirkungen von EphB4 auf Metastase
Forscher haben Experimente entworfen, um die Auswirkungen der EphB4-Expression in Krebszellen auf die Ausbreitung von HNSCC zu untersuchen. Sie verwendeten Mausmodelle mit verschiedenen Krebszelllinien, um zu beobachten, wie gängige Behandlungen wie Strahlentherapie (RT) das Tumorwachstum und die Metastasen beeinflussten. Die Ergebnisse zeigten, dass die Reduzierung von EphB4 in Krebszellen mit einer Zunahme von Lungenmetastasen verbunden war.
Darüber hinaus deuteten zusätzliche Analysen darauf hin, dass Veränderungen in der Genexpression von Krebszellen zu einem aggressiveren Verhalten führten. Diese Veränderungen umfassten erhöhte Aktivitäten in Wegen, die mit Krebswachstum und -invasion verbunden sind.
Veränderungen in Immunzellen
Das Immunsystem spielt eine entscheidende Rolle im Kampf gegen Krebs. Die Studien verzeichneten signifikante Veränderungen in verschiedenen Immunzellen, wenn EphB4 in Krebszellen reduziert wurde. Insbesondere war die Anzahl der regulatorischen T-Zellen (Tregs), die die Immunantwort unterdrücken, in Tumoren mit EphB4-Knockdown höher. Das deutet darauf hin, dass EphB4 nicht nur die Krebszellen beeinflusst, sondern auch, wie Immunzellen im Tumorumfeld agieren.
Weitere Experimente zeigten, dass Immunzellen, die Krebszellen ohne EphB4 ausgesetzt waren, dazu tendierten, sich in Tregs umzuwandeln, was zu einem insgesamt unterdrückenden Umfeld im Tumorgebiet führte. Dieses Ergebnis deutete auf einen Mechanismus hin, durch den Krebszellen der Immunantwort entkommen könnten.
Rolle des vaskulären EphrinB2
Vaskuläres ephrinB2 hingegen beeinflusst die Immunumgebung auf eine andere Weise. Das Entfernen von ephrinB2 aus Blutgefässen hat gezeigt, dass es die Fähigkeit der Immunzellen verbessert, Tumoren anzugreifen. In Studien, in denen vaskuläres ephrinB2 ausgeschaltet wurde, beobachteten Forscher einen signifikanten Rückgang des Tumorwachstums und der Metastasen. Dieses Ergebnis korrelierte mit einer erhöhten Aktivität der Immunzellen, was darauf hindeutet, dass vaskuläres ephrinB2 die Immunantwort gegen Tumore behindern könnte.
Präklinische Studien mit neuartigen Wirkstoffen
Um weiter zu verstehen, wie man die Effekte von EphB4 und ephrinB2 stören kann, testeten Forscher neue Wirkstoffe, die diese Proteine gezielt angreifen könnten. Sie verwendeten beispielsweise speziell entworfene Fusionsproteine, die das Signal von EphB4 verstärken und gleichzeitig die Effekte von ephrinB2 blockieren konnten. In Tierversuchen zeigten diese Wirkstoffe vielversprechende Ergebnisse, indem sie nicht nur das lokale Tumorwachstum reduzierten, sondern auch die Ausbreitung des Krebses auf andere Organe begrenzten.
Fazit
Die Forschung hebt die komplexen Dynamiken von EphB4 und ephrinB2 bei HNSCC hervor. EphB4 scheint als Suppressor der Krebsverbreitung zu wirken, während ephrinB2 zur Förderung des Tumorwachstums und der Metastasen beiträgt. Diese Erkenntnisse bieten wertvolle Einblicke in potenzielle therapeutische Ansätze, die den Prozess der Krebsverbreitung stören und die Ergebnisse für Patienten verbessern könnten. Letztlich könnte das Anvisieren dieser Signalwege zu neuartigen Behandlungen führen, die darauf abzielen, HNSCC effektiv zu bekämpfen.
Zukünftige Richtungen
In Zukunft wollen die Forscher tiefer in die spezifischen Mechanismen eintauchen, durch die EphB4 und ephrinB2 das Tumorverhalten und die Interaktionen der Immunzellen beeinflussen. Die fortgesetzte Erforschung neuer Behandlungen, die die Effekte dieser Proteine nutzen können, könnte zu Durchbrüchen in der Behandlung von HNSCC führen, was potenziell unzähligen Patienten zugutekommt, die an dieser herausfordernden Krankheit leiden.
Titel: Manipulating the EphB4-ephrinB2 axis to reduce metastasis in HSNCC
Zusammenfassung: The EphB4-ephrinB2 signaling axis has been heavily implicated in metastasis across numerous cancer types. Our emerging understanding of the dichotomous roles that EphB4 and ephrinB2 play in head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) poses a significant challenge to rational drug design. We find that EphB4 knockdown in cancer cells enhances metastasis in preclinical HNSCC models by augmenting immunosuppressive cells like T regulatory cells (Tregs) within the tumor microenvironment. EphB4 inhibition in cancer cells also amplifies their ability to metastasize through increased expression of genes associated with epithelial mesenchymal transition and hallmark pathways of metastasis. In contrast, vascular ephrinB2 knockout coupled with radiation therapy (RT) enhances anti-tumor immunity, reduces Treg accumulation into the tumor, and decreases metastasis. Notably, targeting the EphB4-ephrinB2 signaling axis with the engineered EphB4 ligands EFNB2-Fc-His and Fc-TNYL-RAW-GS reduces local tumor growth and distant metastasis in a preclinical model of HNSCC. Our data suggest that targeted inhibition of vascular ephrinB2 while avoiding inhibition of EphB4 in cancer cells could be a promising strategy to mitigate HNSCC metastasis.
Autoren: Sana D. Karam, K. N. M. Abdelazeem, D. Nguyen, S. Corbo, L. Darragh, M. W. Matsumoto, B. Vancourt, B. Neupert, J. Yu, N. Olimpo, D. G. Osborne, J. Gadwa, R. B. Ross, A. Nguyen, S. Bhatia, M. Kapoor, R. S. Friedman, J. Jacobelli, A. J. Saviola, M. W. Knitz, E. B. Pasquale
Letzte Aktualisierung: 2024-07-23 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.21.604518
Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.21.604518.full.pdf
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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