Computermodell für die Signalübertragung bei Leberkrebs
Die Leber erfüllt als lebenswichtiges Organ eine ganze Reihe von Aufgaben wie etwa Proteinsynthese, Entgiftung oder Produktion von Verdauungsenzymen. Allerdings ist noch wenig erforscht, wie die Leberzellen Struktureinheiten bilden, sich regenerieren oder auch zu Krebszellen werden. Weitere Erkenntnisse hierzu lieferte das EU-finanzierte Projekt CancerSys mit einem Modell der Leberarchitektur und des hepatozellulären Karzinoms. Zuerst wurde mittels konfokaler Lasermikroskopie, Bildverarbeitung und 3D-Geweberekonstruktion ein Modell für die räumlich-zeitliche Analyse des Gewebes erstellt. Dies sollte Aufschluss über die Mikroarchitektur der Leber bei der Tumorbildung geben. Das CancerSys-Modell erfasst die Struktur der Leberlappen mit den Lebervenen, sowie gesunde und maligne Zelltypen. So können verschiedenste Parameter wie Status der Zellproliferation, Zellteilungs- und Zelltodrate analysiert und die dreidimensionale Architektur jedes Leberlappens während der Tumorbildung dargestellt werden. Im zweiten Schritt wurden der beta-Catenin- und der ras-Signalweg in das Modell der Leberzelle integriert, um zu untersuchen, wie sich die Aktivierung dieser krebsrelevanten Signalwege auf die Zellentwicklung und Gewebeorganisation auswirkt. In Kombination mit genomweiten Expressionsanalysen an Hepatozyten mit aktiviertem beta-Catenin- oder ras-Signalweg wurde dann die pathogene Interaktion beider Signalwege enthüllt. Die Aktivierung des beta-Catenin-Signalwegs bewirkte die Attenuation der Expression von Genen, die durch das Ras-Signalmodul positiv reguliert werden. Die Kandidatenmoleküle, die für die Interaktion zuständig waren, wurden dann in transgenen Mäusen mit induziertem beta-Catenin- und ras-Signalweg getestet. Das neue Modell ist ein prädiktiver Ansatz zur Analyse krebsrelevanter Signalkaskaden beim Leberzellkarzinom. Den Partnern von CancerSys zufolge bietet das Modell neue Möglichkeiten für eine effektivere Intervention und neue therapeutische Strategien.
