Friedrich , Beate: ”Cathepsine B, H, L und ihre Inhibitoren im Gewebe und in Zellkulturen der Prostata“

5

Kapitel 2. Theoretischer Teil: Cathepsine B, H, L und ihre Inhibitoren

2.1. Eigenschaften, Synthese und Vorkommen der Cathepsine B, H, L

Die Cathepsine bilden eine große Gruppe ubiquitär vorkommender lysosomaler Enzyme.

Proteolytische Enzyme werden nach den katalytischen Zentren in 4 Klassen unterteilt: Serin-, Cystein- (auch Thiol-), Aspartyl- und Metalloproteinasen. Die Cathepsine B, H und L gehören zur Cysteinproteasen-Familie [50].

Der Begriff Cathepsin hat seinen Ursprung im Griechischen (kathepsein- verdauen, zerkochen) und wurde im Jahre 1929 von Willstätter und Baumann geprägt.

Man hat Cathepsine in fast allen Geweben des menschlichen Körpers nachgewiesen. Besonders hohe Konzentrationen fand man in Niere, Milz, Leber und Makrophagen [51]. Das erklärt sich aus der Beteiligung dieser Organe am Proteinkatabolismus. Hauptfunktion der Cathepsine ist der intrazelluläre Proteinstoffwechsel. Gealterte bzw. unbrauchbare Eiweißmoleküle werden dabei außerhalb der Zelle von Serin- und Metalloproteasen gespalten und nach Einschleusung in die Zelle von den lysosomalen Cathepsinen völlig katabolisiert.

Die Synthese der Cathepsine erfolgt zunächst als Präproform an den membrangebundenen Ribosomen des rauhen endoplasmatischen Retikulums. Unter Abspaltung einer Signalsequenz gelangen sie in den Golgi-Apparat. Die N-terminale Glykosilierung, die im endoplasmatischen Retikulum beginnt, wird im Golgi-Apparat weiter modifiziert. Oligosaccharide, die mit den Enzymen verbunden sind, enthalten Mannose-6-Phosphatgruppen, die wichtig für die Aufnahme in die Endosomen über spezielle Mannose-6-phosphat-Rezeptoren sind. Diese Bindung an die Rezeptoren ist wichtig, weil dadurch die Glykoproteine in die Endosomen geleitet werden, die nach Ansäuerung zu Lysosomen reifen. Während dieser Reifung werden Cathepsine und andere Glykoproteine vom Rezeptor getrennt, der dann im Golgi-Apparat zurück-gewonnen (recycelt) wird. Es gibt jedoch auch eine rezeptorunabhängige Form der Cathepsine, die an die Plasmamembran gebunden ist und sezerniert


6

werden kann [34]. In welcher Weise die in den Lysosomen

gespeicherten Vorstufen der Cathepsine aktiviert werden, ist weitestgehend

unbekannt. Man hat jedoch gefunden, daß Proformen der Cathepsine B, H und L im sauren Milieu autoaktiviert werden. Cathepsin D, eine Aspartylprotease, funktioniert außerdem als Konversionsenzym für diese Cysteinproteasen [34,52].

Die molekulare Struktur (cDNA) der Formen B, H und L wurden bei mehreren Spezies untersucht [53]. Dabei fielen zahlreiche strukturelle Homologien untereinander und mit der pflanzlichen Protease Papain auf. Man nimmt deshalb einen gemeinsamen evolutionären Ursprung an. Die DNA- und Aminosäuresequenzen weisen vor allem im Bereich der aktiven Zentren Ähnlichkeiten auf [54,55]. Das Genom dieser drei Proteasen ist jedoch nicht auf einen Ort beschränkt, sondern auf jeweils verschiedene Chromosomen verteilt. Das Gen für Cathepsin B findet sich auf dem Chromosom 8, für Cathepsin H auf 15 und für Cathepsin L auf Chromosom 9 [56-58].

Gemeinsamkeiten finden sich auch in den biochemischen Eigenschaften, die in Tabelle 2 zusammengefaßt sind.

Tabelle 2 Biochemische Charakteristika der Cathepsine B, H und L, zusammen-gestellt aus mehreren Arbeiten [59-61].
Angegeben sind Molekulargewicht, die Anzahl der Aminosäuren (AS), aus denen das reife Enzym besteht, pH-Optimum und die Punkte der isoelektrischen Fokussierung (pI).

Cathepsin B

(EC 3.4.22.1)

Cathepsin H

(EC 3.4.22.16)

Cathepsin L

(EC 3.4.22.15)

Molekulargewicht

Proformen (kDa)

39

41

39

Reifes Enzym (kDa)

29, 25+5

28, 24

29, 22

Anzahl AS

254

220

221

pH-Optimum

6,0-6,2

5,5-6,8

4,0-6,0

pI

4,9-5,3

6,0; 6,4

5,8; 6,1


7

Die höchste Aktivität erreichen die Cathepsine bei sauren pH-Werten. Unter neutralen und basischen Bedingungen sind sie instabil aufgrund irreversibler Veränderungen ihrer Tertiärstruktur. Eine Erklärung für dieses pH-Optimum ist eine Anpassung an die Funktion, vorwiegend im sauren Milieu der Lysosomen katalytisch zu wirken. Es kann sich aber auch um einen Schutzmechanismus für die umliegenden Zellen und Gewebe vor freigesetzten Enzymen handeln.

Cathepsin H unterscheidet sich im Mechanismus der proteolytischen Aktivität von den beiden anderen. Allen gemeinsam ist die Endopeptidase-Aktivität, d.h. ein Eiweißmolekül wird zerlegt, indem die Bindungen im Inneren des Moleküls gespalten werden. Cathepsin H agiert zusätzlich dazu auch als Exopeptidase, indem es das Protein von seinem Ende her aufspaltet.

2.2. Biologische Funktionen der Cathepsine

Proteine bilden mengenmäßig die wichtigste Gruppe der Biomoleküle. Ein 70 kg schwerer Mensch enthält ca. 10 kg Eiweiß, das meiste in Form der Muskulatur. Man schätzt, daß täglich bis zu 400 g dieser Proteine zu Aminosäuren abgebaut und die gleiche Menge neu synthetisiert wird [62].

Der Auf- und Abbau von Proteinen und Peptiden bilden die Basis vieler physiologischer und pathophysiologischer Vorgänge. Diese Prozesse werden von proteolytischen Enzymen katalysiert. In einer Regulierung zu höheren bzw. niedrigeren Aktivitäten (up/down regulation) spiegeln sich Adaptations-vorgänge, aber auch sich entwickelnde oder bereits manifeste Erkrankungen wider.

Die Hauptfunktion der lysosomalen Proteasen ist es, die Homöostase zwischen Eiweißaufbau und -abbau aufrechtzuerhalten. In den Lysosomen werden Stoffe abgebaut, die durch Pinozytose oder Phagozytose ins Zellinnere aufgenommen wurden, sowie auch zelleigene Organellen (Zytolysosomen).

Die Cathepsine B, H und L sind mit ihren Endo- und Exoprotease-Aktivitäten am Abbau von Proteinen beteiligt. Die verschieden hohen Konzentrationen in den einzelnen Geweben sind Ausdruck der Spezialisierung zellulärer Funktionen bzw. des Vorhandenseins unterschiedlicher Substrate.


8

Neben der unspezifischen Proteolyse besitzen Cathepsine auch die Fähigkeit zur limitierten Abspaltung von Enzymanteilen, die dann zu biologisch aktiven Proteinen und Hormonen führt. Takahashi et al. [63] konnten zeigen, daß Cathepsin B Prorenin in aktives Renin umwandelt.

Cathepsine sind jedoch auch an pathophysiologischen Vorgängen beteiligt, z.B. an degenerativen und entzündlichen Prozessen. Bei der Alzheimerschen Krankheit ist die lysosomale Protease Cathepsin S im Hirngewebe erhöht und am Abbau der Neurone beteiligt [64,65]. Cathepsin L ist beteiligt am Abbau von Knochen [66]. Beim Krankheitsbild der polyzystischen Niere zeigte sich, daß die Cathepsine B, H und L in den proximalen Tubuli vermindert waren, weil sie vermehrt sezerniert wurden. Die so freigesetzten Cathepsine sind wahrschein-lich an der Bildung der Zysten beteiligt [67]. Beispiele für entzündliche Erkran-kungen sind Pankreatitis, Parodontose [68], Glomerulonephritis und rheumatoide Arthritis [69,70] sowie die Multiple Sklerose [71].

2.3. Regulation der Enzymaktivität

Für viele Proteasen, vor allem solche mit limitiertem proteolytischen Potential, besteht die Regulation in der Balance zwischen der Menge des aktiven Enzyms und der Menge aktiver Inhibitoren.

Die proteolytische Aktivität der Cysteinproteasen wird neben dem Faktor der Genexpression bei der Proteinbiosynthese durch mehrere andere Mecha-nismen kontrolliert .

  1. pH-Wert. Bei neutralen pH-Werten sind die Cysteinproteasen instabil und nur schwach aktiv. Optimale Funktion erreichen sie im sauren Milieu der intrazellulären Vesikel.
  2. Redoxpotential. In reduzierender Umgebung wird das Cystein des aktiven Zentrums schnell oxidiert und trägt zur enzymatischen Aktivität bei. Endosomen akkumulieren Cystein, um diese Umgebung aufrechtzuerhalten.
  3. Synthese als inaktive Proform. Alle Enzyme benötigen eine proteo-lytische Aktivierung, d.h. die Abspaltung eines Teils des Moleküls. Dieser Schritt setzt einen sauren pH-Wert voraus und verhindert damit eine Aktivierung versehentlich sezernierter Vorstufen.

    9

  4. Endosomen und Lysosomen als Kompartimente der Enzyme. Alle bekannten Enzyme sind glykosiliert und besitzen einen Mannoserest, der mit dem Rezeptor der Lysosomen eine Bindung eingeht. Somit gelangen sezernierte Enzyme in ihr vorbestimmtes Kompartiment.
  5. Anwesenheit von Cysteinprotease-Inhibitoren (CPI). Die o.g. Faktoren dienen dazu, die Kompartimentierung der Cysteinproteasen zu kontrollieren. Die Inhibitoren sind vor allem im Zytoplasma und Extrazellulärraum vorhanden und scheinen vorwiegend die Funktion zu haben, die Enzyme zu hemmen, die außerhalb des Kompartiments gelangt sind.

2.4. Charakterisierung der Cysteinprotease-Inhibitoren

Die vermutlich ersten Daten über spezifische Inhibitoren zellulärer Proteasen stammen von Finkelstaedt (1957), der einen hitzestabilen Inhibitor des Cathepsin B aus Rattenleberzytosol isolierte. Barrett machte 1981 den Vorschlag, ein aus Hühnereiweiß isoliertes Protein, das ebenfalls Cathepsin B hemmt, Cystatin zu benennen, da es spezifisch Cysteinproteasen inhibiert [49]. Die Aminosäuresequenz des Cystatin ist seit 1983 bekannt [74]. Die Isolierung und Charakterisierung weiterer Inhibitoren aus verschiedenen Geweben zeigte Ähnlichkeiten zum Cystatin in den physikochemischen Eigenschaften und im Molekulargewicht um 12 kDa. Alle bis jetzt bekannten CPI gehören zur Oberfamilie der Cystatine und haben zahlreiche gemeinsame Merkmale.

2.4.1. Vorkommen, Eigenschaften und Struktur

Man unterteilt die Inhibitoren in 4 Familien: zur ersten gehören die Stefine, die zweite beinhaltet die Cystatine, die dritte bilden die Kininogene und die letzte Cystatin-verwandte Proteine (z.B. C-Ha-ras-Onkogen p21) [75]. Die Gene für die Cystatinfamilie sind auf Chromosom 20 lokalisiert, alle anderen auf dem Chromosom 3 [10].


10

Stefine sind einkettige Proteine mit einem Molekulargewicht von ca. 11 kDa. Sie bestehen aus 98 Aminosäuren und besitzen weder Kohlenhydratanteile noch Disulfidbrücken. Gegenüber alkalischen pH-Werten und Hitze sind sie extrem stabil. Hohe Konzentrationen fand man in epithelialen Zellen, polymorph-kernigen Leukozyten, Lymphozyten und im Zytosol von Leber, Milz, Plazenta und Uterus. Ihr Vorkommen in Epithelien und Leukozyten legt die Vermutung nahe, daß sie primär eine Verteidigung gegen Cysteinproteasen darstellen, die von invadierenden Mikroorganismen sezerniert werden. Zwei Angehörige dieser Gruppe sind Stefin A und B ,.

Die Cystatine der Familie II bestehen aus 115-120 Aminosäuren und haben Molekulargewichte zwischen 13 und 14 kDa. Ihre Struktur weist zwei Disulfid-brücken nahe dem carboxyterminalen Ende auf. Aber auch sie sind bis auf eine Ausnahme nicht glykosiliert. Man hat Cystatine in relativ hohen Konzentrationen in verschiedensten Körperflüssigkeiten nachgewiesen, jedoch nicht in Ge-weben. Der Gehalt in Tränenflüssigkeit, Speichel und Plasma ist mit der Regu-lation und Abwehr eigener und fremder Cysteinproteasen erklärbar. Unbekannt bleibt die Funktion der Cystatine in Samenflüssigkeit, Liquor cerebrospinalis, Amnion, Muttermilch und Synovialflüssigkeit. Cystatin C und S sind zwei Beispiele aus dieser Familie [77].

Kininogene sind zirkulierende multifunktionelle Proteine, die in der Leber synthetisiert und an das Blutplasma abgegeben werden. Man unterscheidet niedrigmolekulare (50-68 kDa) von hochmolekularen (88-114 kDa) Formen. Hohe Konzentrationen findet man im Blutplasma und in der Gelenkflüssigkeit. Neben der Inhibition von Proteasen sind sie bekannt als Vorstufen der vasoaktiven Kinine und der Beteiligung an der Gerinnungskaskade [77].

CPI üben eine reversible Hemmung der Cysteinproteasen aus, indem sie das aktive Zentrum blockieren. Die Inhibition erfolgt im Verhältnis 1:1, d.h. ein Cystatinmolekül hemmt ein Molekül der jeweiligen Protease. Cystatin C ist der universellste und stärkste Hemmstoff aller Cysteinproteasen, inklusive der lysosomalen. Die Stefine A und B zeigen Bindung zu Cathepsin B, H und L. Die Kininogene hemmen Cathepsin L am stärksten, H weniger und B kaum.

Die Cystatine der Familien I und II sind unter extremen pH-Werten und hohen Temperaturen sehr stabil. Kininogene hingegen werden bei pH-Werten unter 4 und Temperaturen über 50°C instabil [77].


11

2.4.2. Rolle der Cysteinprotease-Inhibitoren bei pathologischen Prozessen

Man hat die Konzentrationen der Cystatine bei verschiedenen pathologischen Prozessen untersucht. Sie sind beteiligt an entzündlichen, infektiösen und malignen Erkrankungen.

Eine Punktmutation des Cystatin C ist verantwortlich für eine autosomal dominant vererbte Erkrankung von Isländern, der hereditären Cystatin-C-Amyloid-Angiopathie (HCCAA). Dabei kommt es zur Ablagerung des mutierten Cystatins in fast allen Geweben, einschließlich der Zerebralarterien. Dies führt zu massiven Hirnblutungen, die meist zum Tod der unter 40-jährigen Patienten führen [75]. Auch in den Plaques der Alzheimerschen Erkrankung fand sich Cystatin C als Bestandteil [64].

Bei entzündlichen Prozessen, wie der Parodontose fand man erhöhte Konzen-trationen der im Speichel sezernierten Cystatine als Ausdruck der Erhöhung des protektiven Potentials gegenüber Cathepsinen, die Gewebe und Knochen zerstören [68]. Auch bei entzündlichen Gelenkerkrankungen fand man sowohl erhöhte Werte von Cathepsin B als auch Cystatin C [70].

Für die Replikation von Viren ist die Aufnahme von Präkursorproteinen notwendig, um neue Viruspartikel zu replizieren. Cysteinproteasen sind an dieser Aufnahme beteiligt. Werden sie durch Cystatine gehemmt, verringert sich die Virusproduktion in polioinfizierten Zellen [75]. Daraus ergibt sich die Möglichkeit eines antiviralen Chemotherapeutikums.

Eine praktische Anwendung der Cystatin-C-Konzentration ergibt sich bei der Bestimmung der glomerulären Filtrationsrate. Als niedrigmolekulares Protein wird Cystatin C durch glomeruläre Filtration eliminiert. Man fand, daß die Serumkonzentration des Cystatins konstanter ist als die des Kreatinins und nur ansteigt, wenn sich die glomeruläre Filtrationsrate verschlechtert [78,79].

2.5. Rolle der Cathepsine und ihrer Inhibitoren bei malignen Erkrankungen

Die Entwicklung maligner Tumoren ist durch drei Schritte charakterisiert: neoplastische Transformation, Invasion durch Tumorzellen und Metasta-


12

sierung [80]. Die Beteiligung der Cysteinproteasen an diesen Vorgängen ist bereits in mehreren Studien ausführlich untersucht worden (s. Tab. 1).

Die Invasion durch Tumorzellen beinhaltet notwendigerweise die Überwindung natürlicher Barrieren, wie der Basalmembran und der extrazellulären Matrix.

Die Basalmembran bildet eine Grenzfläche zwischen Epithelien bzw. Epithelium und Bindegewebe, bestehend aus Kollagen (Typ IV), Glykoproteinen (Laminin, Fibronektin, Enaktin) und sauren Proteoglykanen (Heparansulfat). Guinec et al. [11] zeigten, daß die Cathepsine B, H und L in der Lage sind, Kollagen IV, Laminin und Fibronektin unter Bedingungen eines neutralen pH-Werts abzubauen. Neben der direkten Einwirkung setzen sie außerdem aus dem endogenen Fibronektin Enzyme wie Kollagenase und Gelatinase frei, die zusätzlich zur Zerstörung der Basalmembran beitragen.

Werle et al. [29] untersuchten Cathepsin B bei verschieden hohen pH-Werten und fanden neben dem typischen Optimum bei 6,0 noch 2 Gipfel bei 4,5-5,5 und beim physiologischen pH von 7,0-7,5. Damit zeigt sich, daß Cathepsin B auch außerhalb des lysosomalen Milieus aktiv ist und eventuell von Tumorzellen sezerniert wird. Dafür spricht auch, daß die bei physiologischen pH-Wert aktive Fraktion mit der postoperativen Überlebensrate korrelierte und dort als Prognosefaktor gewertet wurde [29].

Die extrazelluläre Matrix, auch Interzellularsubstanz, füllt den Raum zwischen den Zellen. Kollagene sind verantwortlich für die Stabilität. Ankerproteine sind Laminin, Fibronektin und Elastin. Weitere Bestandteile sind Proteoglykane und Hyaluronsäure, die die Grundsubstanz bilden. Diese Strukturen muß die Tumorzelle auf ihrem Weg der Invasion ebenfalls durchdringen [9]. Die Beteiligung der Cysteinproteasen wies man mittels immunhistochemischer Methoden nach. So beschreiben Weiss et al. [41] Cathepsin B an der Fläche zwischen Tumor und noch gesundem Gewebe. Im Vergleich einer invasiven mit einer nichtinvasiven Zellinie zeigten sich folgende Unterschiede: die nicht invasiv wachsenden Tumoren waren von intaktem Laminin umgeben, Cathepsin B war auf die Lysosomen beschränkt und zumeist als Proenzym vor-handen. Die invasive Zellinie zeigte ausgereiftes Enzym, das plasmamembran-gebunden war und das umliegende Laminin zerstörte.

Das Überwiegen dieser proteolytischen Vorgänge , besonders an den Rändern primär invasiv wachsender Tumoren, führt zum Verlust der dreidimensionalen


13

Gewebestruktur. Der enstandene Defekt und die exzessiven proteolytischen Vorgänge könnten Ursache der Ausschüttung angiogener Zytokine und Wachstumsfaktoren sein, die zum weiteren Tumorwachstum beitragen [81].

Der Metastasierungsvorgang ist ein kontinuierlicher Prozeß, der mit der Proliferation des Primärtumors beginnt und mit dem Wachstum von Metastasen den Kreis schließt. Ein notwendiger Schritt auf diesem Weg ist die Neubildung von Gefäßen und die drei Schritte der Invasion: Adhäsion, lokale Proteolyse und die Migration von Tumorzellen [82]. Nachdem sich die Tumorzelle angelagert hat, wird die Auflösung der Basalmembran durch Enzyme vollzogen, die von der Tumorzelle selbst oder von ihr stimulierten umliegenden Zellen sezerniert werden. Dem folgt die Translokation der Tumorzelle.

Die erhöhten Cathepsinwerte, bedingt durch vermehrte intrazelluläre Produktion, Sekretion oder intrazelluläre Umverteilung, führen zu einer Er-höhung der Cathepsinkonzentration in Tumoren. Der Nachweis erhöhter Werte wurde in Geweben, Zellkulturen und anderen Körperflüssigkeiten wie Blut [83-85], bronchoalveolärer Lavage [86] und Urin [87] durchgeführt.

Man fand erhöhte Werte der Cathepsine B, H und L in Tumorgeweben von Brust-, Magen-Darm-, Kopf-Hals-, Lungen-, Kolorektal- und Hautkrebs (s. a. Tab. 1). Erhöhte Cathepsin-B-Konzentrationen fand man auch im Plasma von Patienten mit septischen Schock [85] und im Serum und Urin von Patienten mit Fernmetastasen gastrointestinaler Tumore [87].

Es gibt jedoch auch gegensätzliche Ergebnisse. Kos et al. [14] berichten, daß die Konzentration von Cathepsin H bei Patienten mit Tumoren im Kopf- Halsbereich im Tumorgewebe im Vergleich zu normalem Gewebe niedriger ist.

Werle et al. [28] fanden eine ähnliche Relation bei Nierentumoren, diskutierten dieses Ergebnis jedoch nicht weiter. Die Arbeitsgruppe um Kirschke ver-öffentlichte kürzlich eine Studie über den Gehalt der Cathepsine B, H, L, C und S im Gewebe von Nierenzellkarzinomen [88]. Dabei waren die Konzentrationen der Cathepsine B, H, L und C im Tumorgewebe signifikant geringer als im normalen Parenchym.

In mehreren Arbeiten wurde der Versuch unternommen, die ermittelten Cathepsinwerte mit klinischen Parametern, wie dem histopathologischen Grading oder dem TNM-System zu korrelieren.


14

Benitez-Bribiesca et al. [18] fanden bei 73 untersuchten Proben von Mamma-karzinompatienten eine direkte Korrelation zwischen Cathepsin-B-Gehalt und den klinischen Stadien I-III. Budinha et al. [19] fanden, daß Cathepsin B, vergleichbar mit dem Status befallener Lymphknoten, ein unabhängiger prognostischer Faktor des Mammakarzinoms ist. Campo et al. [33] untersuchten die Korrelation von Cathepsin-B-Konzentration und Über-lebenszeit der Patienten bei kolorektalen Karzinomen. Patienten mit hohen Cathepsin-B-Werten hatten eine verringerte Überlebenszeit.

Da die Aktivität der Cysteinproteasen von den endogenen Inhibitoren geregelt wird, kann auch ein verschobenes Gleichgewicht zwischen Enzym und Hemmstoff zur Invasivität des Tumors beitragen. Bisher gibt es nur wenige Studien, in denen beide Parameter bestimmt wurden. Zudem sind diese Aussagen widersprüchlich. Lah et al. [23] fanden in 50 untersuchten Gewebe-proben von Mammakarzinompatienten bei 2/3 eine geringere CPI-Aktivität im Tumorgewebe, während der Rest höhere CPI-Werte zeigte. Cathepsin-B- und L-Aktivitäten waren im Tumorgewebe signifikant erhöht.

Sheahan et al. [36] fanden keine Unterschiede im CPI-Gehalt von tumorösen und normalen Proben kolorektalen Gewebes. Auch Kos et al. [14] und Budinha et al. [13] fanden im Gewebe von Tumoren im Kopf-Halsbereich keinen Unter-schied zwischen normalem und Tumorgewebe.

2.6. Cathepsine in Prostatagewebe und Zellkulturen

Bisher gibt es nur wenige Untersuchungsergebnisse über die Aktivität der Cysteinproteasen in der Prostata.

Eine Medline-Recherche, mit der Suchstrategie ”cathepsins and prostatic neoplasms“ (Thesaurus), über den Zeitraum 1966-10/1997 ergab 11 Treffer. Die meisten Arbeiten nutzten immunhistochemische Methoden, um den Cathepsingehalt der Zellen darzustellen.

Sinha et al. [89] untersuchten formalinfixierte Schnitte benigner Prostata-hyperplasien (BPH), intraepithelialer Neoplasien (PIN) und Adenokarzinomen. Die malignen Veränderungen zeigten eine Umverteilung des Enzyms an die basale und luminale Plasmamembran, während BPH-Proben vorwiegend lysosomale Anfärbungen aufwiesen. Außerdem fand sich Cathepsin B in


15

Kollagen- und glatten Muskelfasern nahe der Kapillaren. Dies weist auf ein Austreten des Enzyms im neoplastisch veränderten Gewebe hin. Die Dichte von Kapillaren war im Vergleich zur benignen Prostatahyperplasie um das 2-3 fache vermehrt. In einer anderen Arbeit dieser Gruppe untersuchte man die Verteilung des Cathepsin B in normaler, hyperplastischer und neoplastischer Prostata [90]. Die Synthese des Enzyms wurde in den epithelialen Zellen nach-gewiesen. Während in normaler und hyperplastisch veränderter Prostata Cathepsin B in den azinären und kuboiden/Säulenzellen vorhanden ist, fand sich in der neoplastischen Prostata Cathepsin B meist in den kuboiden und in den Gruppen invasiver Zellen. Sinha et al. [44] fanden auch eine Korrelation zwischen der Intensität der immunhistochemischen Anfärbung des Cathepsin B und dem histologischen Gleason Score. Mit zunehmender Entdifferenzierung des Gewebes stieg auch der Enzymgehalt an.

Shuja et al. [37] untersuchten den Gehalt von Cathepsin B und L in Proben 17 verschiedener Gewebe. Die Cathepsin-B-Werte wurden in drei Gruppen unter-teilt: hohe, mittlere, niedrige Aktivität, die des Cathepsin L in 2 Gruppen. Die Prostata findet sich in beiden Fällen in den Gruppen mit niedriger Enzym-aktivität.

Außerdem gibt es noch Studien über den Cathepsin-D-Gehalt (Aspartyl-protease) der Prostata mit verschiedenen Methoden [91-94].

Ebenfalls immunhistochemisch untersuchten Söderström et al. [45] normale, hyperplastische und neoplastische Gewebeproben der Prostata auf ihre Verteilung von Cystatin A. Die vorwiegend basale Verteilung bei der normalen Prostata war in BPH-Proben vermindert und mehr fokal ausgeprägt, während die malignen Anteile der Adenokarzinomproben gar keine Färbung zeigten.

Bisher gibt es keine Studie über die von uns untersuchten Cathepsine in Zusammenhang mit ihren hitzestabilen Inhibitoren.


[Titelseite] [Abkürzungsverzeichnis] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [Bibliographie] [Anhang] [Selbständigkeitserklärung] [Danksagung] [Lebenslauf]

© Die inhaltliche Zusammenstellung und Aufmachung dieser Publikation sowie die elektronische Verarbeitung sind urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung. Das gilt insbesondere für die Vervielfältigung, die Bearbeitung und Einspeicherung und Verarbeitung in elektronische Systeme.

DiDi DTD Version 1.1
a subset from ETD-ML Version 1.1
Zertifizierter Dokumentenserver
der Humboldt-Universität zu Berlin
HTML - Version erstellt am:
Mon Jan 10 18:11:09 2000