MicroRNAs und Chemotherapie-Resistenzen: Analysen zur Expression von MicroRNAs und deren möglichen Targets in Chemotherapie-resistenten Ösophaguskarzinom-Zelllinien

Hintergrund: Ein Hauptproblem in der Behandlung des Ösophaguskarzinoms stellen Resistenzen gegenüber (neodadjuvanten/definitven) Chemotherapien dar. MicroRNAs sind als Teil des epigenetischen Apparates bedeutende Regulatoren der globalen Gen-Expression, und es gibt zunehmend Evidenz für verschiedene Tumor-Typen, dass MicroRNAs einen enormen Einfluss auf Chemotherapie-Resistenzen haben. Für das Ösophaguskarzinom gibt es bislang nur limitierte Daten.

Methoden: Basierend auf einer Adenokarzinom- (EAC) und einer Plattenepithelkarzinom (SCC)-Zelllinie wurden Cisplatin- und 5-FU-resistente Varianten generiert. Hiernach untersuchten wir die MicroRNA-Profile dieser Zellen mittels Microarray- und qRT-PCR-Techniken, und analysierten die Expression möglicher Targets der deregulierten MicroRNAs auf mRNA- und Protein-Ebene via qRT-PCR/Western Blots.

Resultate: Cisplatin- und 5-FU-resistente EAC und SCC Zelllinien wiesen individuelle MicroRNA-Expressionsmuster auf, welche die Zellen von den maternalen sensiblen Zellen unterschieden. Diese Signaturen unterschieden sich zwischen Cisplatin- und 5-FU-resistenten Zellen des gleichen Tumor-Typs, sowie zwischen EAC und SCC Zellen mit der gleichen Resistenz gegenüber Cisplatin oder 5-FU. Zusammenfassend fanden wir in den resistenten Zelllinien eine signifikante Deregulation von 11 MicroRNAs (Cisplatin-resistentes EAC), 9 MicroRNAs (5-FU-resistentes EAC), 2 MicroRNAs (Cisplatin-resistentes SCC) und 10 MicroRNAs (5-FU-resistentes SCC). Desweiteren waren in den resistenten Zellen mehrere mögliche Targets der identifizierten MicroRNAs auf mRNA-Ebene (KRAS, MAP4K4, Bcl-2, CBL-B, TYMS, ERBB2, MUC1) und auf Protein-Ebene (CBL-B, TYMS, ERBB3) dereguliert.

Diskussion: Die vorliegende Studie belegt zum ersten Mal individuelle MicroRNA-Expressionsmuster in resistenten Ösophaguskarzinom-Zelllinien, welche typisch für Cisplatin- oder 5-FU-Resistenzen sowie für EAC oder SCC sind. Zudem ist die Expression von etlichen möglichen Targets dieser MicroRNAs, welche in der Literatur als Resistenz-relevant beschrieben werden, in den resistenten Zellen verändert, was erste Hinweise auf die Modifizierung von bedeutenden zellulären Pathways durch die identifizierten MicroRNAs bietet.