Le laboratoire INSERM U908 a montré le rôle déterminant du facteur de croissance NGF dans l’agressivité du cancer du sein. De précédentes études ont montré que l’inhibition de l’activité de TrkA, le récepteur du NGF, aboutissait à une diminution de la taille des tumeurs in vitro mais aussi dans des modèles pré-cliniques. Néanmoins, ces inhibiteurs ont donné lieu à des essais cliniques décevants. La résistance à ces inhibiteurs est en partie due à l’association de récepteurs membranaires. Plus précisément, mon travail de thèse a permis de démontrer qu’une forme particulière du récepteur CD44 interagit avec TrkA ce qui conduit à une résistance aux traitements. De plus, j’ai également montré l’existence d’une interaction entre TrkA et deux autres récepteurs. Ainsi, j’ai pu déterminer précisément comment ces récepteurs coopèrent afin de développer des inhibiteurs ciblant leur interaction. Ces inhibiteurs pourraient donc s’avérer efficaces pour le traitement de certains cancers du sein. Ma thèse souligne l’importance des complexes de récepteurs dans la plasticité des cellules cancéreuses et leur capacité à s’adapter pour résister aux thérapies ciblées. / INSERM U908 lab highlighted the role of NGF in breast cancer aggressiveness through the activation of its receptor TrkA. Previous works demonstrated that inhibition of TrkA activity contributes to a significant decrease of the tumors size in vitro or in pre-clinical model. Nevertheless, these inhibitors resulted in disappointing clinical trials. The resistance to TrkA inhibitors is in part due to the activation of alternative pathways through the formation of membrane receptor complexes. More precisely, my PhD work demonstrates that a particular form of the receptor CD44 interacts with TrkA leading to treatment resistance. Moreover, I also demonstrate an association between TrkA and two other receptors. I identified how these receptors interact and I developed some inhibitors targeting the interaction. These inhibitors could be effective for treating breast cancer. My PhD highlights the importance of membrane receptor complexes in cancer cells plasticity and their abilities to adapt for resisting to targeted therapies.

abstract: Extracellular Vesicles (EVs), particularly exosomes, are of considerable interest as tumor biomarkers since tumor-derived EVs contain a broad array of information about tumor pathophysiology including its metabolic and metastatic status. However, current EV based assays cannot distinguish between EV biomarker changes by altered secretion of EVs during diseased conditions like cancer, inflammation, etc. that express a constant level of a given biomarker, stable secretion of EVs with altered biomarker expression, or a combination of these two factors. This issue was addressed by developing a nanoparticle and dye-based fluorescent immunoassay that can distinguish among these possibilities by normalizing EV biomarker level(s) to EV abundance, revealing average expression levels of EV biomarker under observation. In this approach, EVs are captured from complex samples (e.g. serum), stained with a lipophilic dye and hybridized with antibody-conjugated quantum dot probes for specific EV surface biomarkers. EV dye signal is used to quantify EV abundance and normalize EV surface biomarker expression levels. EVs from malignant (PANC-1) and nonmalignant pancreatic cell lines (HPNE) exhibited similar staining, and probe-to-dye ratios did not change with EV abundance, allowing direct analysis of normalized EV biomarker expression without a separate EV quantification step. This EV biomarker normalization approach markedly improved the ability of serum levels of two pancreatic cancer biomarkers, EV EpCAM, and EV EphA2, to discriminate pancreatic cancer patients from nonmalignant control subjects. The streamlined workflow and robust results of this assay are suitable for rapid translation to clinical applications and its flexible design permits it to be rapidly adapted to quantitate other EV biomarkers by the simple swapping of the antibody-conjugated quantum dot probes for those that recognize a different disease-specific EV biomarker utilizing a workflow that is suitable for rapid clinical translation. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Biomedical Engineering 2019

京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(薬学) / 甲第23843号 / 薬博第850号 / 新制||薬||242(附属図書館) / 京都大学大学院薬学研究科薬学専攻 / (主査)教授 木村 郁夫, 教授 中山 和久, 教授 伊藤 貴浩 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Pharmaceutical Sciences / Kyoto University / DFAM

Les ADAMs forment une sous-famille d’enzymes appelées “métalloprotéases”. Elles sont impliquées dans de nombreux processus aussi bien physiologiques que pathologiques de par leur capacité à cliver un certain nombre de substrats tels que des facteurs de croissance, des cytokines ou des protéines d’adhérence. Malgré de nombreuses études sur l’activité des ADAMs, on ne connaît que très peu d’éléments de leur régulation.Les tétraspanines constituent une super-famille de protéines membranaires ayant en commun une structure particulière. Elles sont impliquées dans un grand nombre de processus biologiques fondamentaux tels que la migration, les interactions intercellulaires, la réponse immunitaire, la fusion des gamètes… Les tétraspanines interagissent non seulement entre elles mais aussi avec un certain nombre de partenaires protéiques à la membrane plasmique, formant ainsi un réseau multi-moléculaire appelé « réseau de tétraspanines » ou « tetraspanin web ». Les travaux précédents de notre laboratoire ont montré que la métalloprotéase ADAM10 est associée au réseau de tétraspanines. Cependant, la tétraspanine en association directe avec ADAM10 permettant à cette dernière d’être incluse dans le réseau n’avait jusqu’ici pas été identifiée.Tout d’abord, afin d’établir un modèle permettant une mesure de la modulation de l’activité d’ADAM10 par les tétraspanines, nous avons démontré que l’engagement des tétraspanines par des anticorps monoclonaux augmente le clivage d’E-cadhérine par ADAM10. De plus, l’activation d’un récepteur muscarinique à l’acétylcholine permet aussi une augmentation du clivage d’E-cadhérine mais de manière ADAM17-dépendante cette fois. La transactivation de l’EGFR n’est pas impliquée dans la régulation muscarinique du clivage de l’E-cadhérine alors que l’activation directe de l’EGFR par un de ses ligands conduit, elle, à une stimulation de ce clivage.Revenant à notre quête initiale des conséquences de l’interaction entre ADAM10 et les tétraspanines, nous avons démontré que la métalloprotéase ADAM10 interagit avec l’ensemble des membres de la sous-famille de tétraspanines à 8 cystéines « TspanC8 » regroupant Tspan5, Tspan17, Tspan14, Tspan15, Tspan10 et Tspan33. Ces interactions ainsi que l’expression relative de chacun des membres des TspanC8s influent sur la sortie d’ADAM10 du réticulum endoplasmique. ADAM10 et son interaction avec les TspanC8s sont conservées dans l’Evolution et jouent un rôle dans la régulation de la voie de signalisation Notch. Lorsque nous avons examiné plus en détail l’interaction entre la tétraspanine Tspan5 et ADAM10, nous avons découvert qu’elle avait un effet négatif sur les expressions membranaires et totales d’ADAM10. De plus, cette interaction semble impliquée dans la prolifération de la lignée cellulaire PC3 dérivée de cancer de la prostate. En effet, la surexpression de Tspan5 cause une croissance diminuée de cette lignée. Cette inhibition semble due à un ou plusieurs facteurs solubles qui pourraient être sécrétés moins efficacement par les cellules surexprimant Tspan5 que par leurs homologues sauvages. Egalement, de manière inattendue, les cellules PC3 surexprimant Tspan5 sont totalement insensibles aux drogues ciblant le récepteur à tyrosine-kinase EGFR alors que la croissance des PC3 sauvages est très réduite après de tels traitements. Ceci impliquant donc que la croissance de ces dernières est au moins partiellement dépendante de la signalisation EGFR. Enfin, nous montrons qu’un autre récepteur à tyrosine-kinase appelé EphA2 pourrait avoir un rôle important dans la régulation de la dépendance à la signalisation EGFR des cellules PC3. / ADAMs are a sub-family of enzymes called “metalloproteases” which are implicated in a variety of physiological as well as pathological processes through their ability to cleave a number of substrates including growth factors, cytokines or adhesion proteins. Despite numerous studies on ADAM activity, very little is known about their regulation.Tetraspanins form a super-family of membrane proteins with a common conserved structure. They are implicated in numerous biological processes including migration, intercellular interactions, immune response, gamete fusion… Tetraspanins are known to interact with one another and with a restricted number of protein partners at the cell surface, thus forming a multi-molecular network referred to as « the tetraspanin web ». Previous studies in our laboratory have shown that the metalloprotease ADAM10 is associated to the tetraspanin web. Nevertheless, the tetraspanin in direct interaction with ADAM10 enabling it to be part of the web was not identified at the time. To begin with, in order to establish a model providing a read-out for a modulation of ADAM10 activity by tetraspanins, we demonstrate that tetraspanin engagement by monoclonal antibodies enhances E-cadherin shedding by ADAM10. Furthermore, muscarinic receptor activation also augments E-cadherin shedding but this time in an ADAM17-dependent manner. This occurs without the intervention of EGFR transactivation whereas a direct EGFR activation is able to stimulate E-cadherin shedding. Refocusing on the initial subject of the consequences of an interaction between ADAM10 and the tetraspanins, we conclusively show that the metalloprotease ADAM10 interacts with members of the conserved TspanC8 subfamily consisting of tetraspanins Tspan5, Tspan17, Tspan14, Tspan15, Tspan10 and Tspan33. These interactions and the relative expression of each of the TspanC8 members play a role in ADAM10 trafficking. ADAM10 and TspanC8 interactions are conserved throughout the Evolution and play a role in Notch signaling pathway regulation. When we examined in more details the particular interaction between the tetraspanin Tspan5 and ADAM10, we discovered that it had a negative effect on ADAM10 membrane as well as total expression. Moreover, this interaction seems to have implications on prostate cancer PC3 cell proliferation as Tspan5 overexpression causes a diminished growth rate. This inhibition could be caused by one or more soluble factors which could be less secreted by cells overexpressing Tspan5 than wild-type counterparts. Furthermore, oddly enough, PC3 cells overexpressing Tspan5 were completely unaffected by drugs targeted against the tyrosine-kinase receptor EGFR whereas this type of treatment impaired PC3 WT cell growth which therefore seems at least partly dependent on EGFR signalling. Finally, we reveal that another tyrosine-kinase receptor called EphA2 could play the proeminent role of regulating EGFR signalling-dependence in PC3 cells.

Knochentumore stellen mit nur 0,2% aller menschlichen Tumore sehr seltene primäre Neoplasien des skelettalen Systems dar. Diese Dissertation beschreibt die genomweite Microarray Analyse von Osteosarkomen und Riesenzelltumoren. Mit einer Microarray Analyse von konventionellen und metastatischen Osteosarkom-Geweben verglichen zu einer Osteoblasten-Primärkultur (HOBc) wurden Gene ermittelt, die im Prozess der Entstehung und Entwicklung sowie im Verlauf der Metastasierung von Osteosarkomen eine Rolle spielen könnten. EFNA1, EphA2, EphA3 und EFNB2 wiesen sehr hohe relative Expressionswerte und eine deutliche Aufregulierung in den Osteosarkomen im Vergleich zu HOBc auf. Mittels RT-PCR und immunhistochemischer Färbung wurde die Expression von EFNA1, EFNA2, EFNB1, EFNB3, EphA1 und EphA2 validiert. Da die deutliche Aufregulation von EphA2 und EFNA1 im Osteosarkom bestätigt werden konnte, wurden beide Ephrine funktionell untersucht. EphA2 wird in Osteosarkom-Zellen durch seinen Liganden EFNA1 Zeit- und Dosis-abhängig internalisiert und vermutlich degradiert. Die Stimulierung des EphA2 Rezeptors durch EFNA1/Fc führt zu einer Aktivierung von Mek, Erk und den Transkriptionsfaktoren Elk1 und cJun. In Wachstumsassays wurde eine signifikant erhöhte Proliferation der stark EphA2 exprimierenden MNNG/HOS Osteosarkom-Zellen durch EFNA1/Fc beobachtet. Diese Resultate zeigen, dass die Überexpression von EphA2 und EFNA1 im Osteosarkom eine Rolle während der osteogenen Tumorgenese spielen. Interessanterweise scheinen EphA2 und EFNA1 direkte Zielgene des Mek/Erk-Signalweges zu sein. Wir vermuten einen positiven „feedback-loop“, der die EphA2-Expression über die Aktivierung des Ras/Erk-Signalweges reguliert. Mittels Microarray Analyse wurden auch primäre und rezidivierende Riesenzelltumor-Gewebe analysiert. Riesenzelltumore sind osteolytische Neoplasien mit einem variablen Grad der Aggressivität. Durch diese molekulare Charakterisierung konnten neue Gene (AMFR, CD52, Claudin7, EphA1 und FGFR3) als differentiell exprimiert detektiert werden. Sie wurden bisher noch nicht mit Riesenzelltumoren assoziiert und spielen vermutlich eine Rolle in der Tumorprogression. Weitere Analysen größerer Patientenkollektive sowie funktionelle Studien sind notwendig, um interessante Gene wie AMFR, Cathepsin L, Claudin7, EphA1, FGFR3, Jun und MMP13 weiter zu untersuchen, und um ihre mögliche Beteiligung an Entstehung und Entwicklung von Riesenzelltumoren zu verfestigen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde erstmals die extrazelluläre und intrazelluläre Expression von CD52 in mesenchymalen Tumoren beschrieben. Die unterschiedlichen Expressionsmuster von CD52 in den Microarray Analysen der Riesenzelltumore und Osteosarkome veranlassten uns, CD52 näher zu analysieren. Wir bestätigten die in vivo und in vitro Expression von CD52 in Osteosarkomen, Chondrosarkomen und Riesenzelltumoren sowie in weiteren benignen und malignen skelettalen Entitäten verglichen zu deren nicht-neoplastischen Gegenstücken. Generell wiesen die malignen Tumore eine höhere Expression verglichen mit den benignen Entitäten auf, was eine Rolle des CD52-Antigens bei der Entwicklung von Knochentumoren vermuten lässt. Weiterhin zeigte unsere Analyse erstmals, dass der derzeit bei der chronisch lymphatischen Leukämie eingesetzte CAMPATH-1H-Antikörper auch in der Lage ist, die Proliferation von MNNG/HOS Osteosarkom-Zellen Komplement- und Antikörper-vermittelt zu reduzieren. / Bone tumors are rare neoplasms of the skeletal system amounting to only 0.2% of the overall human tumor burden. This dissertation describes a genome wide microarray analysis of osteosarcoma and giant cell tumor of the bone as well as a functional analysis of ephrins in osteosarcoma cell lines. We used a microarray analysis to detect genes differentially expressed between a normal bone osteoblast primary culture (HOBc) and primary and metastatic osteosarcoma tissue. For EFNA1, EphA2, EphA3 and EFNB2 an increased expression was detected in the osteosarcoma tissue samples compared to HOBc. The study verified the increased expression of EFNA1 and EphA2 through RT-PCR and immunohistochemical staining in human osteosarcomas and so the effects of their interaction in osteosarcoma cell lines were analyzed. We observed time- and dosedependent suppression of EphA2 expression via internalisation and degradation in osteosarcoma cell lines through the EFNA1 ligand. The stimulation of the EphA2 receptor by EFNA1/Fc led to an activation of Mek and Erk. In addition, this stimulation resulted in an activation of the transcription factors Elk1 and cJun. In MTT-assays a significantly higher proliferation of high expressing EphA2 MNNG/HOS osteosarcoma cells was observed by ligand-treatment. Our results show that EphA2 and EFNA1 are overexpressed in osteosarcomas suggesting a role of the EphA2 receptor during osteogenic tumorigenesis. We further showed that EphA2 and EFNA1 are targets of the Mek/Erk pathway. We suggest that a possible positive feedback loop regulates EphA2-expression through the activation of Mek/Erk activity. Further one, a molecular characterization of primary and relapse giant cell tumor tissue (GCT) was performed via microarray hybridization. GCTs are osteolytic neoplasms with variable degrees of aggressiveness. We established gene expression profiles and discovered a number of new genes (AMFR, CD52, Claudin7, EphA1 and FGFR3) that have not been described in GCTs before. Further studies and functional analyses are necessary in order to verify genes like AMFR, Cathepsin L, Claudin7, EphA1, FGFR3, Jun and MMP13 that may be involved in the progression of the GCTs and to identify potential targets for future therapy. In this study we described for the first time the extracellular and intracellular expression of CD52 in mesenchymal tumors. We confirmed the expression of the CD52 mRNA and protein both in vivo and in vitro of osteosarcomas, chondrosarcomas, GCTs and other benign and malign skeletal tumors compared to their non-neoplastic counterpart. In general, the malignant tumors showed a higher CD52-expression compared to the benign entities suggesting a role in the progression of bone tumors. Our results obtained in osteosarcoma MNNG/HOS cells showed that CAMPATH-1H, a CD52 antibody currently used in the treatment of chronic lymphatic leukaemia, led to a complement- and antibody-dependent reduction of viable osteosarcoma cells.

Das maligne Melanom ist die aggressivste Form von Hautkrebs und verschiedene Familien von Rezeptortyrosinkinasen sind an der Entwicklung und der verstärkten Malignität beteiligt. Eph-Rezeptoren stellen die größte Klasse der Rezeptortyrosinkinasen dar und spielen eine wichtige Rolle bei der Tumorangiogenese und -progression. Die Genexpression und Proteinsynthese verschiedener Eph-Rezeptoren und Ephrin-Liganden ist bei vielen Tumorentitäten erhöht. Aus diesem Grund sollten sie sich als Zielproteine für die Entwicklung neuer Radiopharmaka eignen. Zudem zeigen Literaturbefunde einen Einfluss der hypoxischen Zellumgebung auf die Genexpression und die Proteinsynthese verschiedener Eph-Rezeptoren und Ephrin-Liganden. Das Ziel dieser Arbeit war es, Regulationsmechanismen bei verschiedenen Eph-Rezeptoren und Ephrin-Liganden aufzuklären, welche durch ein hypoxisches Umfeld hervorgerufen werden. Dazu wurde neben einem extrinsischen Hypoxiemodell an Monolayerzellkulturen auch ein intrinsisches Hypoxiemodell in Form von Tumorsphäroiden untersucht. Da die Genexpression und die Proteinsynthese von EphA2, EphB4, EphrinA1 und EphrinB2 laut Literatur vom Malignitätsgrad abhängig sind, wurden die metastatischen Melanomzelllinien A375, A2058 und MeWo und die prämetastatische Melanomzelllinie MEL-JUSO verwendet. Die Verifizierung der experimentellen Hypoxie erfolgte durch den etablierten Hypoxiemarker [18F]Fluormisonidazol, sowie dem Nachweis der VEGF-Genexpression unter den verwendeten Kulturbedingungen. Damit konnte die Eignung der hypoxischen Systeme gezeigt werden. Unabhängig vom Hypoxiemodell war in keiner der untersuchten Zelllinien ein Einfluss der Hypoxie auf die Genexpression und Proteinsynthese von EphA2, EphB4, EphrinA1 und EphrinB2 nachweisbar. Ein gesteigerter EphA2-Gehalt in Melanomzellen ist laut Literatur mit einer Erhöhung des Metastasierungspotentials verbunden. Um diesen Einfluss innerhalb einer Zelllinie zu untersuchen, wurden transgene A375-Zellen generiert. Mit dieser Zelllinie fanden Untersuchungen zu verschiedenen Metastasierungseigenschaften statt. Dabei wurde festgestellt, dass sich die Migration der Zellen durch den erhöhten EphA2-Gehalt verringerte, dabei war die hypoxische Umgebung ohne Einfluss. Weiterhin wurde festgestellt, dass der EphA2-Rezeptor das Adhäsionsverhalten von A375-Zellen nicht beeinflusst. Auch ein Einfluss auf das invasive Verhalten konnte nicht festgestellt werden. Eine hypoxische Umgebung war in beiden Fällen nicht von Bedeutung. Aus den Ergebnissen der vorliegenden Arbeit kann geschlussfolgert werden, dass bei den untersuchten Melanomzelllinien keine Regulation der Eph-Rezeptoren und Ephrin-Liganden durch ein hypoxisches Umfeld erfolgt. Durch die ausführliche Charakterisierung des EphA2-Rezeptors in der Arbeit kann jedoch geschlussfolgert werden, dass sich der Rezeptor als potentielles Zielmolekül für die Entwicklung neuer Radiotherapeutika und Radiodiagnostika eignet, nicht jedoch für die Detektion hypoxischer Bereiche in Tumoren. Durch die nunmehr etablierte Generierung von Sphäroiden und einer Zelllinie, welche den Rezeptor verstärkt exprimiert und synthetisiert, stehen nun Zellmodelle für die weiterführende Charakterisierung und Analyse neuer Radiodiagnostika und Radiotherapeutika auf der Basis von Inhibitoren und Antikörper gegen EphA2 zur Verfügung.

Eph receptors are known to be overexpressed in various types of cancer and are therefore promising targets for tumor cell imaging by positron emission tomography (PET). In this regard, imaging could facilitate the early detection of Eph-overexpressing tumors, monitoring responses to therapy directed toward Eph, and thus improvement in patient outcomes. This work report the synthesis and evaluation of several fluorine-18-labeled peptides containing the SNEW and SWLAY amino acid motif, with high affinity for the EphA2 and B2 receptor, for their potential as radiotracers in the non-invasive imaging of cancer using PET. For the purposes of radiofluorination, EphA2- and EphB2-antagonistic peptides were varied at the C-terminus by the introduction of L-cysteine, and further by alkyne- or azide-modified amino acids. In addition, two novel bifunctional and bioorthogonal labeling building blocks [18F]AFP and [18F]BFP were applied, and their capacity to introduce fluorine-18 was compared with that of the established building block [18F]FBAM. Copper-assisted Huisgen 1,3-dipolar cycloaddition, which belongs to the set of bioorthogonal click chemistry reactions, was used to introduce both novel building blocks into azide- or alkyne-modified peptides under mild conditions. Finally, the depletion of copper immediately after radiolabeling is a highly important step of this novel methodology.

Eph receptors are known to be overexpressed in various types of cancer and are therefore promising targets for tumor cell imaging by positron emission tomography (PET). In this regard, imaging could facilitate the early detection of Eph-overexpressing tumors, monitoring responses to therapy directed toward Eph, and thus improvement in patient outcomes. This work report the synthesis and evaluation of several fluorine-18-labeled peptides containing the SNEW and SWLAY amino acid motif, with high affinity for the EphA2 and B2 receptor, for their potential as radiotracers in the non-invasive imaging of cancer using PET. For the purposes of radiofluorination, EphA2- and EphB2-antagonistic peptides were varied at the C-terminus by the introduction of L-cysteine, and further by alkyne- or azide-modified amino acids. In addition, two novel bifunctional and bioorthogonal labeling building blocks [18F]AFP and [18F]BFP were applied, and their capacity to introduce fluorine-18 was compared with that of the established building block [18F]FBAM. Copper-assisted Huisgen 1,3-dipolar cycloaddition, which belongs to the set of bioorthogonal click chemistry reactions, was used to introduce both novel building blocks into azide- or alkyne-modified peptides under mild conditions. Finally, the depletion of copper immediately after radiolabeling is a highly important step of this novel methodology.

Das maligne Melanom ist die aggressivste Form von Hautkrebs und verschiedene Familien von Rezeptortyrosinkinasen sind an der Entwicklung und der verstärkten Malignität beteiligt. Eph-Rezeptoren stellen die größte Klasse der Rezeptortyrosinkinasen dar und spielen eine wichtige Rolle bei der Tumorangiogenese und -progression. Die Genexpression und Proteinsynthese verschiedener Eph-Rezeptoren und Ephrin-Liganden ist bei vielen Tumorentitäten erhöht. Aus diesem Grund sollten sie sich als Zielproteine für die Entwicklung neuer Radiopharmaka eignen. Zudem zeigen Literaturbefunde einen Einfluss der hypoxischen Zellumgebung auf die Genexpression und die Proteinsynthese verschiedener Eph-Rezeptoren und Ephrin-Liganden. Das Ziel dieser Arbeit war es, Regulationsmechanismen bei verschiedenen Eph-Rezeptoren und Ephrin-Liganden aufzuklären, welche durch ein hypoxisches Umfeld hervorgerufen werden. Dazu wurde neben einem extrinsischen Hypoxiemodell an Monolayerzellkulturen auch ein intrinsisches Hypoxiemodell in Form von Tumorsphäroiden untersucht. Da die Genexpression und die Proteinsynthese von EphA2, EphB4, EphrinA1 und EphrinB2 laut Literatur vom Malignitätsgrad abhängig sind, wurden die metastatischen Melanomzelllinien A375, A2058 und MeWo und die prämetastatische Melanomzelllinie MEL-JUSO verwendet. Die Verifizierung der experimentellen Hypoxie erfolgte durch den etablierten Hypoxiemarker [18F]Fluormisonidazol, sowie dem Nachweis der VEGF-Genexpression unter den verwendeten Kulturbedingungen. Damit konnte die Eignung der hypoxischen Systeme gezeigt werden. Unabhängig vom Hypoxiemodell war in keiner der untersuchten Zelllinien ein Einfluss der Hypoxie auf die Genexpression und Proteinsynthese von EphA2, EphB4, EphrinA1 und EphrinB2 nachweisbar. Ein gesteigerter EphA2-Gehalt in Melanomzellen ist laut Literatur mit einer Erhöhung des Metastasierungspotentials verbunden. Um diesen Einfluss innerhalb einer Zelllinie zu untersuchen, wurden transgene A375-Zellen generiert. Mit dieser Zelllinie fanden Untersuchungen zu verschiedenen Metastasierungseigenschaften statt. Dabei wurde festgestellt, dass sich die Migration der Zellen durch den erhöhten EphA2-Gehalt verringerte, dabei war die hypoxische Umgebung ohne Einfluss. Weiterhin wurde festgestellt, dass der EphA2-Rezeptor das Adhäsionsverhalten von A375-Zellen nicht beeinflusst. Auch ein Einfluss auf das invasive Verhalten konnte nicht festgestellt werden. Eine hypoxische Umgebung war in beiden Fällen nicht von Bedeutung. Aus den Ergebnissen der vorliegenden Arbeit kann geschlussfolgert werden, dass bei den untersuchten Melanomzelllinien keine Regulation der Eph-Rezeptoren und Ephrin-Liganden durch ein hypoxisches Umfeld erfolgt. Durch die ausführliche Charakterisierung des EphA2-Rezeptors in der Arbeit kann jedoch geschlussfolgert werden, dass sich der Rezeptor als potentielles Zielmolekül für die Entwicklung neuer Radiotherapeutika und Radiodiagnostika eignet, nicht jedoch für die Detektion hypoxischer Bereiche in Tumoren. Durch die nunmehr etablierte Generierung von Sphäroiden und einer Zelllinie, welche den Rezeptor verstärkt exprimiert und synthetisiert, stehen nun Zellmodelle für die weiterführende Charakterisierung und Analyse neuer Radiodiagnostika und Radiotherapeutika auf der Basis von Inhibitoren und Antikörper gegen EphA2 zur Verfügung.

Hepatocyte Growth Factor (HGF)–induced Epithelial–Mesenchymal Transition (EMT) is a complex cellular pathway that causes epithelial cell scattering by breaking cell–cell contacts, eliminating apical–basal polarity, and replacing epithelial markers and characteristics with mesenchymal markers. Early EMT events include a brief period of cell spreading, followed by cell compaction and cell–cell contact breaks. A forward chemical genetics drug screen of 50,000 unique compounds measuring HGF–induced cell scattering identified 26 novel EMT inhibitors, including 2 proteolytic inhibitors. Here, we show that B5500–4, one of the EMT inhibitors from the screen, blocks HGF–induced EMT by a predicted blocking of the protease furin, in addition to secondarily blocking Beta–Secretase (BACE).We also show that MMP–12 and MMP–9 are required for HGF–induced EMT to progress. MMP–12 is required for cell contraction, and its inhibition produces a continuous cell spreading phenotype.We also demonstrate that both furin and BACE activity are required for HGF–induced EMT to proceed, but that they are involved in separate pathways. We show that BACE inhibition leads to a failure of cell spreading in early EMT, and that EphA2 is a member of this pathway. We also demonstrate that it is likely BACE2, and not BACE1 that is responsible for early cell spreading. Furin is also required for HGF–induced cell scattering, but does not play a role in the cell spreading process. These findings highlight the importance of proteolytic activity at the earliest stages of HGF–induced EMT.