Epigenetische Modulation der Heparansulfat-Sulfotransferasen-Expression in Mammakarzinomzellen und Einflussnahme auf die Tumorzell-induzierte Thrombozytenaktivierung

Abstract

Disseminierte Tumorzellen profitieren erheblich von der Interaktion mit Thrombozyten. Durch eine Tumorzell-induzierte Thrombozytenaktivierung (TCIPA) kommt es zur Ausbildung von Heteroaggregaten, durch die sich die entarteten Zellen vor mechanischen Belastungen innerhalb des Blutstroms und dem Immunsystem schützen können. Zudem fördert die Aktivierung der Thrombozyten die Entstehung prämetastatischer Nischen und beeinflusst so den Erfolg des hämatogenen Metastasierungsprozesses. Eine deregulierte Heparansulfat Proteoglykan (HSPG)-Synthese ist dabei zentraler Bestandteil vieler neoplastischer Prozesse und trägt wesentlich zur Malignität der Tumorzellen bei. Die Expression der Enzyme, die an der Synthese und Modifikation von HSPG beteiligt sind, wird in Tumorzellen häufig durch epigenetische Mechanismen dereguliert. Beispiele sind DNA-Hypermethylierungen oder Histon-Hyperacetylierungen. Insbesondere die Expression der Heparansulfat-3-<em>O</em>-Sulfotransferasen (HS3ST) ist von besonderem Interesse, da die 3-<em>O</em>-Sulfatierung einen essentiellen Einfluss auf die Ausbildung einer suffizienten Antithrombin(AT)-bindenden Domäne entfaltet. Untersuchungen stabil transfizierter MCF-7-Zellen zeigten, dass die Reexpression von HS3ST2 den prokoagulativen Phänotyp der Zellen minderte. Aufbauend auf diesen Ergebnissen, sollte durch Behandlung mit DNA-Methyltransferase (DNMTi)- bzw. Histondeacetylase-Inhibitoren (HDACi) die Expression der Sulfotransferasen reaktiviert und ein antithrombotischer Phänotyp erreicht werden. Die Behandlung von MCF-7- und MDA-MB-231-Zellen mit den DNMTi Azacytidin oder 5-Fluor-2'-Desoxycytidin (FdCyd) bzw. mit dem HDACi Vorinostat induzierte eine erhöhte Expression von HS3ST und HS6ST sowie eine verbesserte 3-<em>O</em>-Sulfatierung und AT-Bindung im Vergleich zu einer DMSO-behandelten Zellpopulation. Dies führte nur bedingt zu der zu erwartenden Reduktion der Koagulabilität. Während Azacytidin in beiden Zelllinien eine antithrombotische Wirkung vermittelte, führten FdCyd und Vorinostat zu heterogenen Ergebnissen. Vorinostat reduzierte die durch MCF-7-Zellen vermittelte TCIPA, verstärkte sie jedoch in MDA-MB-231-Zellen. FdCyd führte in beiden Zelllinien zu einer erhöhten Koagulabilität. Es konnte gezeigt werden, dass insbesondere die Behandlung mit FdCyd die tissue factor (TF)-Expression der Zellen signifikant verstärkte, was eventuell auf eine veränderte Syndecan-1-Ausstattung der Zellen zurückzuführen sein könnte. Die Behandlung mit Azacytidin zeigte, dass DNMTi den prothrombotischen Phänotyp der Zellen durch eine verbesserte AT-Bindung mindern können. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass die Auswirkungen der untersuchten Inhibitoren auf die Koagulabilität der Zellen stark variieren, was auf komplexe, zelllinienabhängige Mechanismen hindeutet, deren Aufklärung weiterer Erforschung bedarf. Besonders die Rolle der Syndecan-1/TF-Achse in der FdCyd-induzierten Hyperkoagulabilität stellt einen wichtigen Fokus für zukünftige Studien dar.