In Europa und den USA stellt das Mammakarzinom die häufigste Krebserkrankung der Frau dar. Zwei Signalwege scheinen bei der Persistenz des Brustkrebses von besonderer Bedeutung zu sein – der Wnt-Signalweg und der Syndecan-1-Signalweg. Der Wnt-Signalweg ist in über 50 % der Brustkrebsfälle aktiviert, wobei die Ursachen für diese Aktivierung noch nicht vollständig geklärt sind. Bisher konnten Studien zeigen, dass Progesteron sowohl in den kanonischen als auch nicht-kanonischen Wnt-Signalweg regulatorisch eingreift. Die Rolle der Gestagene wurde, im Gegensatz zu den Östrogenen, bei der Karzinogenese des Mammakarzinom längere Zeit kontrovers diskutiert. Neuere Studien belegen jedoch deren funktionelle Relevanz in frühen Stadien der Karzinogenese. Aufgrund dieser Erkenntnisse und ihrer mehrfach nachgewiesenen antitumoralen Wirkung rücken Antigestagen-wirkende Substanzen als Therapieansätze wieder in den Fokus der Forschung. Innerhalb dieses Teilprojekts sollte die Wirkung des Antigestagens RU-486 auf die Regulation der am Wnt-Signalweg beteiligten Proteine untersucht werden sowie dessen funktionelle Relevanz für Brustkrebszellen. Hierfür wurden drei verschiedene Brustkrebszelllinien, MCF-7, T-47D und MDA-MB-231, verwandt. Als Ergebnis dieser Untersuchungen konnte ein neuer Wirkmechanismus von RU-486 auf Brustkrebszellen belegt werden. Dabei hemmte RU-486 die Expression von WNT1 in MCF-7-Zellen. Für diese Zelllinie scheint WNT1 ein entscheidender Überlebensfaktor zu sein, da sie einerseits die höchste WNT1-Expression aufwies und andererseits mit einer gesteigerten Vitalität auf die WNT1-Behandlung reagierte. Weitere Versuche zeigten, dass RU-486 über die Hemmung der WNT1-Expression zu einer verminderten Vitalität der MCF-7-Zellen führte. An dieser antitumoralen Wirkung von RU-486 scheint sowohl der Progesteron- als auch der Glukokortikoidrezeptor beteiligt zu sein. Da der Wnt-Signalweg in einem Großteil der Brustkrebsfälle aktiviert ist, sind in diesem Zusammenhang weitere Untersuchungen zur Wirkung von Antigestagenen auf diesen Signalweg sinnvoll. Auch der Einsatz von HSP90-Inhibitoren, welche die Aktivierung der Steroidhormonrezeptoren hemmen, wäre in diesem Kontext ein möglicher Ansatz. Diese Substanzklasse wird derzeit präklinisch und klinisch untersucht. Das zweite Teilprojekt beschäftigte sich mit der Regulation von Syndecan-1 und dessen Auswirkung auf Brustkrebszellen und der Interaktion mit dem Osteoprotegerin. Die Rolle von Syndecan-1 beim Brustkrebs ist derzeit noch nicht vollständig geklärt. Jedoch konnten zahlreiche Studien den Einfluss dieses Proteoglykans auf physiologische und pathophysiologische Prozesse belegen. Aufgrund der vielfältigen Interaktionen von Syndecan-1 mit anderen Proteinen und dem Vorliegen zweier verschiedener Formen – membranständig und löslich, erlangt diese Thematik eine hohe Komplexität. Innerhalb dieser Arbeit sollte die Expression und Regulation von Syndecan-1 in den schon im ersten Teilprojekt verwandten Brustkrebszellen untersucht werden. Zur Behandlung wurden für die Therapie des Mammakarzinoms relevante Substanzen ausgewählt (Zoledronsäure, Dexamethason, Aromataseinhibitor). Nachfolgend sollte der Einfluss der Syndecan-1-Regulation auf das Zellschicksal sowie die Interaktion mit Osteoprotegerin, einem bedeutenden Regulator des Knochenstoffwechsels, untersucht werden. Die Analysen zeigten, dass alle drei Zelllinien Syndecan-1 exprimierten. Eine starke Induktion der Syndecan-1-Expression erfolgte bei MCF-7-Zellen nach Behandlung mit Dexamethason. Die Frage zur funktionellen Relevanz dieser Dexamethason-abhängigen Syndecan-1-Stimulation für das Zellschicksal dieser Brustkrebszelllinie blieb, trotz der umfangreichen Untersuchungen verschiedenster Funktionen (Vitalität, Apoptose, Migration und Invasion), unbeantwortet. Von besonderer funktioneller Bedeutung sind jedoch die Ergebnisse zur Syndecan-1/Osteoprotegerin-Interaktion. Aus der Literatur ist bereits bekannt, dass Osteoprotegerin über die Heparansulfatseitenketten von Syndecan-1 gebunden, internalisiert und abgebaut werden kann. Neu ist jedoch, dass auch auf transkriptioneller Ebene eine Regulation von Osteoprotegerin durch Syndecan-1 erfolgt. So konnte anhand von Untersuchungen innerhalb dieses Teilprojekts gezeigt werden, dass die Hemmung der Syndecan-1-Expression mittels siRNA mit einer gesteigerten Expression von Osteoprotegerin einhergeht. Aufgrund der Bedeutung von Osteoprotegerin für den Knochenstoffwechsel können weitere Untersuchungen zur Osteoklastogenese angeschlossen werden. Mittels Osteoklastenassays sollte untersucht werden, inwieweit die erhöhten Osteoprotegerinkonzentrationen im konditionierten Brustkrebszellmedium die Reifung der Osteoklasten hemmt. Ergebnisse dieser Untersuchungen könnten zum Verständnis beitragen, inwieweit die Syndecan-1-Osteoprotegerin-Wechselwirkungen zur Entstehung von Knochenmetastasen beitragen. Zusammenfassend lässt sich hervorheben, dass durch diese Arbeit neue Erkenntnisse über zwei für das Mammakarzinom bedeutende Signalwege, den Wnt- und Syndecan-1-Signalweg, erbracht wurden. Im ersten Teilprojekt konnte ein neuer Mechanismus der antitumoralen Wirkung von RU-486, welche über die Hemmung des Protoonkogens WNT1 erfolgt, auf Brustkrebszellen belegt werden. Im zweiten Teilprojekt wurde Dexamethason als ein Regulator von Syndecan-1 identifiziert. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass sich Syndecan-1 und Osteoprotegerin nicht nur auf Protein- sondern auch auf der transkriptionellen Ebene beeinflussen.

In Europa und den USA stellt das Mammakarzinom die häufigste Krebserkrankung der Frau dar. Zwei Signalwege scheinen bei der Persistenz des Brustkrebses von besonderer Bedeutung zu sein – der Wnt-Signalweg und der Syndecan-1-Signalweg. Der Wnt-Signalweg ist in über 50 % der Brustkrebsfälle aktiviert, wobei die Ursachen für diese Aktivierung noch nicht vollständig geklärt sind. Bisher konnten Studien zeigen, dass Progesteron sowohl in den kanonischen als auch nicht-kanonischen Wnt-Signalweg regulatorisch eingreift. Die Rolle der Gestagene wurde, im Gegensatz zu den Östrogenen, bei der Karzinogenese des Mammakarzinom längere Zeit kontrovers diskutiert. Neuere Studien belegen jedoch deren funktionelle Relevanz in frühen Stadien der Karzinogenese. Aufgrund dieser Erkenntnisse und ihrer mehrfach nachgewiesenen antitumoralen Wirkung rücken Antigestagen-wirkende Substanzen als Therapieansätze wieder in den Fokus der Forschung. Innerhalb dieses Teilprojekts sollte die Wirkung des Antigestagens RU-486 auf die Regulation der am Wnt-Signalweg beteiligten Proteine untersucht werden sowie dessen funktionelle Relevanz für Brustkrebszellen. Hierfür wurden drei verschiedene Brustkrebszelllinien, MCF-7, T-47D und MDA-MB-231, verwandt. Als Ergebnis dieser Untersuchungen konnte ein neuer Wirkmechanismus von RU-486 auf Brustkrebszellen belegt werden. Dabei hemmte RU-486 die Expression von WNT1 in MCF-7-Zellen. Für diese Zelllinie scheint WNT1 ein entscheidender Überlebensfaktor zu sein, da sie einerseits die höchste WNT1-Expression aufwies und andererseits mit einer gesteigerten Vitalität auf die WNT1-Behandlung reagierte. Weitere Versuche zeigten, dass RU-486 über die Hemmung der WNT1-Expression zu einer verminderten Vitalität der MCF-7-Zellen führte. An dieser antitumoralen Wirkung von RU-486 scheint sowohl der Progesteron- als auch der Glukokortikoidrezeptor beteiligt zu sein. Da der Wnt-Signalweg in einem Großteil der Brustkrebsfälle aktiviert ist, sind in diesem Zusammenhang weitere Untersuchungen zur Wirkung von Antigestagenen auf diesen Signalweg sinnvoll. Auch der Einsatz von HSP90-Inhibitoren, welche die Aktivierung der Steroidhormonrezeptoren hemmen, wäre in diesem Kontext ein möglicher Ansatz. Diese Substanzklasse wird derzeit präklinisch und klinisch untersucht. Das zweite Teilprojekt beschäftigte sich mit der Regulation von Syndecan-1 und dessen Auswirkung auf Brustkrebszellen und der Interaktion mit dem Osteoprotegerin. Die Rolle von Syndecan-1 beim Brustkrebs ist derzeit noch nicht vollständig geklärt. Jedoch konnten zahlreiche Studien den Einfluss dieses Proteoglykans auf physiologische und pathophysiologische Prozesse belegen. Aufgrund der vielfältigen Interaktionen von Syndecan-1 mit anderen Proteinen und dem Vorliegen zweier verschiedener Formen – membranständig und löslich, erlangt diese Thematik eine hohe Komplexität. Innerhalb dieser Arbeit sollte die Expression und Regulation von Syndecan-1 in den schon im ersten Teilprojekt verwandten Brustkrebszellen untersucht werden. Zur Behandlung wurden für die Therapie des Mammakarzinoms relevante Substanzen ausgewählt (Zoledronsäure, Dexamethason, Aromataseinhibitor). Nachfolgend sollte der Einfluss der Syndecan-1-Regulation auf das Zellschicksal sowie die Interaktion mit Osteoprotegerin, einem bedeutenden Regulator des Knochenstoffwechsels, untersucht werden. Die Analysen zeigten, dass alle drei Zelllinien Syndecan-1 exprimierten. Eine starke Induktion der Syndecan-1-Expression erfolgte bei MCF-7-Zellen nach Behandlung mit Dexamethason. Die Frage zur funktionellen Relevanz dieser Dexamethason-abhängigen Syndecan-1-Stimulation für das Zellschicksal dieser Brustkrebszelllinie blieb, trotz der umfangreichen Untersuchungen verschiedenster Funktionen (Vitalität, Apoptose, Migration und Invasion), unbeantwortet. Von besonderer funktioneller Bedeutung sind jedoch die Ergebnisse zur Syndecan-1/Osteoprotegerin-Interaktion. Aus der Literatur ist bereits bekannt, dass Osteoprotegerin über die Heparansulfatseitenketten von Syndecan-1 gebunden, internalisiert und abgebaut werden kann. Neu ist jedoch, dass auch auf transkriptioneller Ebene eine Regulation von Osteoprotegerin durch Syndecan-1 erfolgt. So konnte anhand von Untersuchungen innerhalb dieses Teilprojekts gezeigt werden, dass die Hemmung der Syndecan-1-Expression mittels siRNA mit einer gesteigerten Expression von Osteoprotegerin einhergeht. Aufgrund der Bedeutung von Osteoprotegerin für den Knochenstoffwechsel können weitere Untersuchungen zur Osteoklastogenese angeschlossen werden. Mittels Osteoklastenassays sollte untersucht werden, inwieweit die erhöhten Osteoprotegerinkonzentrationen im konditionierten Brustkrebszellmedium die Reifung der Osteoklasten hemmt. Ergebnisse dieser Untersuchungen könnten zum Verständnis beitragen, inwieweit die Syndecan-1-Osteoprotegerin-Wechselwirkungen zur Entstehung von Knochenmetastasen beitragen. Zusammenfassend lässt sich hervorheben, dass durch diese Arbeit neue Erkenntnisse über zwei für das Mammakarzinom bedeutende Signalwege, den Wnt- und Syndecan-1-Signalweg, erbracht wurden. Im ersten Teilprojekt konnte ein neuer Mechanismus der antitumoralen Wirkung von RU-486, welche über die Hemmung des Protoonkogens WNT1 erfolgt, auf Brustkrebszellen belegt werden. Im zweiten Teilprojekt wurde Dexamethason als ein Regulator von Syndecan-1 identifiziert. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass sich Syndecan-1 und Osteoprotegerin nicht nur auf Protein- sondern auch auf der transkriptionellen Ebene beeinflussen.