Projekt 8

1. Projektleiter

2. Thema

Kalium-Kanäle im Melanom


3. Zusammenfassende Projektbeschreibung

Wegen der hohen Therapieresistenz maligner Melanome sind alternative targets zur Beeinflussung der Proliferation von Melanomzellen von besonderer Bedeutung. Wir konnten für zwei Ca2+-gesteuerte Kaliumkanäle (KCNH1 und KCNN4) zeigen, dass ihre Blockade zu verringerter zellulärer Proliferation von Melanomzellen führt. Insbesondere der Kanal KCNN4 ist in Melanomen hochreguliert im Vergleich zu normalen Melanozyten, wobei der Verlust von E-Cadherin mit erhöhter KCNN4-Expression korreliert ist. Der spannungsabhängige Kanal KCNH1 wird durch intrazelluläres Ca2+ inhibiert, während der spannungsunabhängige Kanal KCNN4 erst bei steigenden Ca2+-Konzentrationen öffnet. Die physiologische Einbindung dieser Kanäle in intrazelluläre Signalkaskaden, insbesondere deren Kopplung an die Ca2+-Homöostase, und ihre Auswirkung auf die Tumorentwicklung sind aber noch weitgehend unbekannt. Wir werden daher die Wechselwirkung der Kanäle mit Regulatoren des Ca2+-Spiegels in Melanomzellen eingehender untersuchen. So löst z.B. der Chemokinrezeptor CXCR4, der mit Tumorentwicklung und Metastasierung in Zusammenhang gebracht wird, nach Ligandenbindung (SDF-1) einen [Ca2+]-Anstieg aus und aktiviert wichtige Signalkaskaden (PI3K, MAPK). Wir werden der Frage nachgehen, wie die verschiedenen Kaliumkanäle in der Melanomzelle auf Stimulation mit SDF-1 reagieren und ob transiente Aktivierung von KCNN4 für die CXCR4-vermittelte Chemotaxis von Melanomzellen von Bedeutung ist. Einen weiteren Schwerpunkt bildet die Hypoxie-Reaktion von Melanomzellen, da lokaler Sauerstoffmangel in soliden Tumoren häufig auftritt und als negativer prognostischer Faktor angesehen wird. Wir konnten bereits zeigen, dass KCNN4 unter Hypoxie (vermittelt über HIF-1α) verstärkt exprimiert wird. Nun soll geklärt werden, welche anderen Kanalproteine in Melanomzellen auf Hypoxie reagieren und wie Hypoxie den Ca2+-Haushalt der Zelle beeinflusst. Zur methodischen Umsetzung des Projektes werden wir auf im Labor etablierte elektrophysiologische (patch clamp), molekularbiologische (quantitative RT-PCR, siRNA) und zellbiologische Methoden (Proliferations- und Migrationsassays) zurückgreifen. Zur Messung intrazellulärer Ca2+-Konzentrationen werden wir zeitauflösende Imaging-Verfahren für einzelne Zellen (TILL Photonics) und die Durchflusszytometrie (FASCCanto) einsetzen. Diese Arbeiten werden sowohl an etablierten Melanomzelllinien (A375, IGR1, IGR39) als auch an Primärkulturen, die wir in Kooperation mit der Hautklinik der FSU Jena aus Melanommetastasen angelegt haben, durchgeführt.

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