Pfab, Thiemo: Zum Endothelinsystem im Morris-Hepatom-7777 - Behandlung mit Endothelinrezeptorantagonisten in vitro und in vivo

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Kapitel 1. Einleitung

1.1 Das Endothelinsystem

1.1.1 Entdeckung des Endothelins (ET)

Die Entdeckung des Endothelins vor ca. zehn Jahren hat zu einem starken, bis heute unvermindert anhaltenden internationalen Interesse an dieser Substanz und dem damit verbundenen physiologischen Regulationssystem geführt. Die rege Forschungstätigkeit erstreckt sich auf immer weitere Bereiche des menschlichen Organismus, um die vielfältige Bedeutung des Endothelinsystems für physiologische und pathophysiologische Prozesse besser zu verstehen.

Die ersten Hinweise auf die Existenz des Endothelins ergaben sich im Rahmen der Forschungsbemühungen, die Rolle des Endothels als stoffwechselaktives Organ aufzuklären. Noch vor relativ kurzer Zeit galt das Endothel lediglich als eine passive Diffusionsbarriere zwischen Intra- und Extravasalraum. Inzwischen ist bekannt, daß das Endothel entscheidende Funktionen in bezug auf Koagulation, Lipidtransport, Immunreaktion und Gefäßtonus erfüllt. Erste wichtige Schritte auf dem Weg zu einem besseren Verständnis der vielfältigen Bedeutung des Endothels waren die Entdeckungen des Prostacyclin ( Moncada et al., 1976) und des endothelium-derived relaxing factor (EDRF)( Furchgotl et al., 1980), der später als NO identifiziert wurde ( Palmer et al., 1987). Man hatte damit zwei vasodilatatorisch wirkende Substanzen entdeckt, die von den Endothelzellen synthetisiert werden.

Auf der Suche nach Gegenspielern zu diesem dilatatorischen Prinzip führte schon 1982 ein „wissenschaftlicher Zufall“ zum Nachweis der Wirkung des gesuchten endothelium-derived constricting factor (EDCF). Bei der Untersuchung des EDRF durch Zugabe von Kulturüberstand aus Rinderaortenendothelzellen auf isolierte Schweinekoronarien beobachtete man unerwarteterweise eine langanhaltende Konstriktion, da der labilere EDRF während des Transports abgebaut worden war. Weil der Effekt proteasesensitiv war, wurde ein Peptid als Ursache postuliert ( Hickey et al., 1985). Diese Beobachtung wurde in weiteren Studien erhärtet ( Gillespie et al., 1986; O‘Brien et al., 1987). O‘Brien et al. (1987) konnten die Peptidstruktur des neuen Faktors bestätigen und registrierten ebenfalls eine langanhaltende Vasokonstriktion. Diese erwies sich als resistent gegenüber bekannten Antagonisten unter anderem der Serotonin-,


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Histamin-, alpha-adrenergen- und Angiotensin II-Rezeptoren und schien somit auf einem bis dahin unbekannten Prinzip zu beruhen.

1988 gelang es schließlich Yanagisawa et al., das Peptid aus knapp zehn Litern Kulturüberstand von Endothelzellen aus Schweineaorta zu isolieren, zu sequenzieren und seine Vorstufe Präproendothelin zu klonieren. Entsprechend seinem Ursprungsort gaben sie der Substanz den Namen Endothelin (ET). Yanagisawa s Gruppe konnte die starke gefäßverengende Wirkung des Endothelins in vivo bestätigen. Sie erwies sich als ein bis zwei Größenordnungen stärker als die vasokonstriktive Wirkung von Angiotensin II und anderer gefäßverengender Substanzen wie z.B. ADH und Neuropeptid Y und ist damit die potenteste vasokonstriktiv wirkende Substanz, die bis heute isoliert wurde.

Ein Jahr später wurde die Entdeckung von zwei weiteren Isoformen des Endothelins, die von unterschiedlichen Genen kodiert werden, publiziert ( Inoue et al., 1989a). Die zuerst entdeckte Form heißt nun Endothelin-1 (ET-1), die weiteren Endothelin-2 (ET-2) und Endothelin-3 (ET-3).

Es zeigte sich, daß Endotheline in Säugetierorganismen weit verbreitet sind, sie wurden inzwischen sogar in mehreren wirbellosen Spezies sowie Fischen gefunden ( Kasuya et al., 1991).

In kürzester Zeit ist die Forschung zum Endothelinsystem hinsichtlich seiner Grundlagen, seiner Bedeutung und seiner medikamentösen Beeinflußbarkeit so weit fortgeschritten, daß schon sieben Jahre nach der Erstbeschreibung des ET-1 die erste größere pharmakologische Studie zur Beeinflussung des Endothelinsystems bei Herzinsuffizienz mittels ET-Rezeptorantagonisten durchgeführt werden konnte ( Kiowski et al., 1995). Auch in vielen anderen Bereichen der Medizin wird zunehmend versucht, die Patienten direkt von den neuen Kenntnissen dieses Regulationssystems profitieren zu lassen.

1.1.2 Die Endothelinfamilie

Die Endotheline sind eine Familie aus drei verwandten Peptiden ( Inoue et al., 1989a), die folgende Gemeinsamkeiten aufweisen: Sie bestehen aus jeweils 21 Aminosäuren, besitzen einen C-terminalen Tryptophanrest, eine kurze Sequenz geladener Aminosäuren und vier Cysteinreste, die über Disulfidbrücken die Positionen 1 und 15 sowie 3 und 11 miteinander verbinden und damit zu der charakteristischen Haarnadelform der Moleküle beitragen.


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ET-1 hat eine relative Molmasse von 2492. Es ist in Schwein, Katze und Mensch identisch ( Itoh et al., 1988).

ET-2 weicht in nur zwei und ET-3 in sechs Aminosäuren von der Sequenz des ET-1 ab (siehe Tabelle 1 ). In Mäusen wurde ein weiteres verwandtes Peptid nachgewiesen, das in bezug auf ET-2 nur eine abweichende Aminosäure aufweist. Es wurde VIC (vasoactive intestinal contractor) genannt und scheint lokale Funktion im Gastrointestinaltrakt zu haben ( Saida et al., 1989).

Die Tertiärstruktur der Endotheline ist nicht endgültig geklärt, u.a. wird eine helixartige Formation im zentralen Bereich der Region Lys9-Cys15 vermutet ( Endo et al., 1989; Saudek et al., 1991). Entscheidend für die Wirkung scheinen die Disulfidbindungen und die C-terminale Domäne zu sein, da bei Veränderungen in diesem Bereich die biologische Aktivität stark abnimmt ( Kimura et al., 1988; Randall et al., 1989).

Tabelle 1: Struktur der ET/STX-Peptidfamilie. Die Sequenz der drei humanen ET sowie der vier Sarafotoxine (STX, siehe unten) ist an zehn Positionen identisch. Diese sind bei ET-1 fett gedruckt. Abweichende Aminosäuren sind jeweils dargestellt. Rahmen markieren die Cysteine (C), an denen sich die charakteristischen Disulfidbrücken befinden. Die Buchstaben entsprechen den international üblichen Abkürzungen für Aminosäuren.

 

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ET-1

C

S

C

S

S

L

M

D

K

E

C

V

Y

F

C

H

L

D

I

I

W

ET-2

 

 

 

 

 

W

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ET-3

 

T

 

F

T

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K

 

 

 

 

 

 

Y

 

 

 

 

 

 

 

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L

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Q

 

V

 

 

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D

M

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L

 

 

 

 

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V

 

 

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L

N

 

 

 

Q

 

V

 

 

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T

 

K

D

M

T

 

 

 

 

L

 

 

 

 

Q

 

 

 

 

Während diese Peptidfamilie eine für Säuger einmalige Struktur aufweist, wurden große Ähnlichkeiten mit Neurotoxinen wie dem Bienengift Apamin und dem alpha-Skorpion-Toxin festgestellt, die ebenfalls mehrere Disulfidbrücken enthalten ( Yanagisawa et al., 1988). Hohe Sequenz- und Bioaktivitätshomologien bestehen außerdem mit Giften der israelischen Natter Atractaspis engaddensis, den Sarafotoxinen ( Kloog et al., 1988), welche zu Herzinfarkt durch Koronarkonstriktion führen können ( Wollberg et al., 1987; Takasaki et al., 1988) und damit möglicherweise schon zum Ableben Kleopatras (30 v. Chr.) beitrugen. Diese Befunde legen die Vermutung einer evolutorisch alten Gen-Superfamilie mit gemeinsamen Wurzeln nahe ( Landan et al., 1991).


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1.1.3 Genetik, Regulation, Biosynthese und Elimination des ET

Im menschlichen Genom werden alle drei Vorläufer der ET-Isoformen durch ein eigenes Gen kodiert ( Inoue et al., 1989a). So befindet sich z.B. das humane Präproendothelin-1-Gen (Präpro-ET-1 ist der Vorläufer von ET-1) auf dem Chromosom 6 ( Bloch et al., 1989b), das Gen für Präproendothelin-3 dagegen auf Chromosom 20 ( Bloch et al., 1989a). Das humane Präpro-ET-1 Gen beinhaltet fünf Exons und vier Introns und erstreckt sich über ca. 6,8 kb DNA ( Inoue et al., 1989a,b; Bloch et al., 1989b).

In den nicht-transkribierten Genbereichen findet man regulatorische DNA-Sequenzen. So gibt es in der 5‘-flankierenden Region des Gens Bindungsstellen für activating protein-1 (AP-1) und nuclear factor 1, über die z.B. Angiotensin II und TGFbeta mittels Proteinkinase C und c-fos/c-myc-Genprodukten die ET-1-Expression induzieren können ( Inoue et al., 1989b). In der 3‘-Region findet man poly-AUUUA-mRNA kodierende Sequenzen. Diese regulieren die selektive Destabilisierung von Präpro-ET-1-mRNA und beeinflussen dadurch wahrscheinlich seine relativ kurze intrazelluläre Halbwertszeit von 15 min ( Inoue et al., 1989b; Masaki et al., 1991). Dies könnte ein möglicher Regulationsmechanismus der ET-1-Synthese auf Transkriptions- und Translationsebene sein.

Die ET-1-Synthese läßt sich durch eine Vielzahl von Substanzen und anderen Einflußgrößen induzieren (siehe Tabelle 2 ).

Tabelle 2: ET-1-Synthese-induzierende Faktoren.

Hormone

Adrenalin

Angiotensin II, ADH

Cortisol

Insulin

Yanagisawa et al., 1988

Bakris et al., 1991; Emori et al., 1991

Kanse et al., 1991

Oliver et al., 1991

Peptide

Cytokine, TGFbeta

epidermal growth factor (EGF)

Insulin-like growth factor-1 (IGF-1)

Interleukin 1

ET-3

Endotoxin

Kurihara et al., 1989a

Casey et al., 1991

Matsumoto et al., 1990

Yoshizumi et al., 1990

Yokokawa et al., 1991

Sugiura et al., 1989

Xenobiotika

Ca2+-Ionophor A23187

Ciclosporin

Yanagisawa et al., 1988

Yamauchi et al., 1990

Physikalische und chemische Stimuli

Hypoxie

schwacher „shear stress

Raguki et al., 1990; Kourembanas et al., 1991

Milner et al., 1990

Blutbestandteile

Thrombin

Oxidiertes low-density lipoprotein

Glukose

Yanagisawa et al., 1988

Boulanger et al., 1992

Yamauchi et al., 1990

Der wichtigste Inhibitor der ET-1-Synthese ist der physiologische ET-1 Gegenspieler Stickstoffmonoxid (NO) ( Boulanger et al., 1990; Goligorski et al., 1994). Im Gegensatz zu schwachem „shear stress“ führt starker „shear stress“ an den Gefäßwänden zur


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Freisetzung von NO und hemmt dadurch die ET-1-Expression ( Miller et al., 1992; Kuchan et al., 1993). Sowohl Nitropräparate (NO) als auch atriales natriuretisches Peptid (ANP) und Prostacyclin hemmen die ET-1-Synthese über die „second messengercGMP bzw. cAMP ( Gray et al., 1996). ET-1 induziert über den ETB-Rezeptor die kalziumabhängige endotheliale NO-Synthase (eNOS), steigert damit die Synthese von NO und trägt so wahrscheinlich selbst lokal zur negativen Rückkopplung bei ( Warner et al., 1993).

Abb. 1: Biosynthese des ET-1 (beim Schwein). Nach der Spaltung des Präpro-ET-1 durch eine spezifische Endopeptidase wird Big-ET-1 durch das ECE zu reifem ET-1 umgewandelt.

Ausgangsprodukt der Synthese des ET-1 beim Schwein ist das 203 Aminosäuren lange Präpro-ET-1 (siehe Abb. 1 ). Beim Menschen verläuft die Synthese analog, beginnt aber mit einem 212 Aminosäuren langen Präpro-ET-1 ( Itoh et al., 1988). Eine basenspezifische Endopeptidase spaltet das Präpro-ET-1 zu Proendothelin-1 (Pro-ET-1) ( Yanagisawa et al., 1988). Dieses wird auch Big-Endothelin-1 (Big-ET-1) genannt und besteht beim Menschen aus 38, bei Schwein ( Yanagisawa et al., 1988), Rind und Ratte aus 39 Aminosäuren. Zur biologischen Aktivierung ist die Spaltung durch ein endothelin converting enzyme (ECE) zu reifem ET-1 notwendig, da ET-1 140fach stärker vasokonstriktorisch wirkt als Big-ET-1 ( Kimura et al., 1989). Die höhere Plasmakonzentration von Big-ET-1 im Vergleich zu reifem ET-1 im Plasma ( Suzuki et al., 1989) spricht für eine vorwiegend periphere Konversion, während aber auch intrazellulär reifes ET-1 nachgewiesen werden kann ( Howard et al., 1992).


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Es sind verschiedene ECE bekannt. Das physiologisch bedeutsamste ist anscheinend eine membrangebundene neutrale Metallopeptidase, die Big-ET-1 durch Spaltung bei Trp21-Val22 aktiviert ( Yanagisawa et al., 1988; Okada et al., 1990; Xu et al., 1994). Großes Interesse richtet sich zur Zeit auf die Möglichkeit, über ECE-Antagonisten analog den angiotensin converting enzyme (ACE)-Hemmern medikamentös in das Endothelinsystem einzugreifen.

Yanagisawa et al. (1988) vermuteten, daß ET-1 bei Bedarf de novo gebildet werden muß, da eine ET-1-Produktion in Zellkulturen frühestens 30 min nach Stimulation nachweisbar war. Granula mit ET-1-Immunreaktivität konnten bisher im Hypophysenhinterlappen nachgewiesen werden ( Yoshizawa et al., 1990). Inzwischen haben außerdem Harrison et al. (1995) sekretorische Vesikel in Rinderendothelzellen identifizieren können. Dies paßt zu der Beobachtung, daß beim Menschen eine Versiebenfachung der ET-1-Plasmakonzentration in 2 min erzielt werden kann ( Fyhrquist et al., 1990).

ET-1 hat nach intravenöser Applikation eine Halbwertszeit von unter 1 min in der Ratte ( Änggård et al., 1989) und von unter 5 min im Menschen ( Weitzberg et al., 1991). Der Abbau erfolgt über schnelle Internalisierung der ET-Rezeptorkomplexe sowie Metabolisierung in Lunge und Niere ( Dupuis et al., 1996).

1.1.4 Vorkommen und Wirkung des Endothelins

Big-ET-1, ET-1 und ET-3 sind in Konzentrationen im picomolaren Bereich im Plasma vorhanden ( Battistini et al., 1993a). Dies ist eine Größenordnung, die wahrscheinlich nicht ausreicht, um direkte Effekte, beispielsweise am Gefäßtonus zu erzielen. ET-1 wird eher als ein para- und autokriner Mediator denn als endokrines Hormon angesehen. In der Tat wird ET-1 von Endothelzellen stärker abluminal an die umgebenden glatten Muskelzellen abgegeben als in das Gefäßlumen ( Yoshimoto et al., 1991; Wagner et al., 1992). Als Marker der allgemeinen ET-Sekretion kann die Bestimmung des zirkulierenden ET trotzdem sinnvoll sein und in pathologischen Zuständen ist auch ein direkter Effekt des peripheren ET möglich ( Lerman et al., 1991). Grundsätzlich ist jedoch die Bestimmung der lokalen Gewebe-ET-Aktivität aussagekräftiger.

Die ursprüngliche Annahme, ET sei nur im Endothel zu finden, hat sich nicht bestätigt. Unter Verwendung von immunzytochemischen, immunchemischen, und in-situ-Hybridisierungs-Techniken gelang es, ET und die entsprechende mRNA in einer Vielzahl von Geweben nachzuweisen.


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Tabelle 3: ET-1-Lokalisation in Organen und Geweben. Auswahl von Strukturen in denen mit unterschiedlichen Methoden ET-1 oder entsprechende mRNA nachgewiesen werden konnte. In Klammern die untersuchte Spezies: M=Mensch, R=Ratte, S=Schwein.

Nicht-Endothelzellen

 

Tumorzellen (in vitro)

 

Gefäßmuskelzellen (M)

Kanse et al., 1991;

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Resink et al., 1990a

und Kolon-CA-Linien

Kusuhara et al., 1990

Herzmuskelzellen (R)

Suzuki et al., 1993

HeLa, HEp-2 (M)

Shichiri et al., 1991a,b

Endometrium (M)

Economos et al., 1992b;

Mamma-CA (M)

Yamashita et al., 1991;

 

O‘Reilly et al., 1992

 

Schrey et al., 1992

Plazenta (M)

Benigni et al., 1991a,b

Endometrium-CA (M)

Pekonen et al., 1992;

Nebenschilddrüse (M)

Eguchi et al., 1992b

 

Economos et al., ‘92a

Neurone (M)

Giaid et al., 1989;

Prostata-CA (M)

Nelson et al., 1995

 

Giaid et al., 1991

Ovarial-CA (M)

Moraitis et al., 1997

Hypothalamus (M)

Lee et al., 1990

Morris-Hepatom-7777 (R)

eigene Ergebnisse

Niere (S)

Pernow et al., 1989

Tumoren (in vivo)

 

Herz, Lunge, Pkr., Milz (M)

Bloch et al., 1989a

Lungen-CA (M)

Giaid et al., 1990

Endothelzellen

 

Hepatozelluläres-CA (M)

Ishibashi et al., 1993;

Schweineaorta (S)

Yanagisawa et al., 1988

 

Kar et al., 1995

Gehirnmikrogefäße (S)

Yoshimoto et al., 1990

Meningeome (M)

Pagotto et al., 1995

Corpus Cavernosum (M)

S. de Tejada et al., 1991

Prostata-CA (M)

Nelson et al., 1996

Zahnpulpa (M)

Casasco et al., 1991

Kolorektales-CA (M)

Asham et al., 1998

Mesenterialarterie (R)

Dohi et al., 1992

Morris-Hepatom-7777 (R)

eigene Ergebnisse

ET-1 ist u.a. in Blutgefäßen, Herz, Lunge, Pankreas, Milz, Niere und ZNS, aber auch in Tumorzellinien und Tumoren in vivo vorhanden (siehe Tabelle 3 ). Das von den Endothelzellen produzierte ET-1 ist im Gefäßbereich die wichtigste Isoform ( Bloch et al., 1989a; Inoue et al., 1989b). In der glatten Gefäßmuskulatur wird im Vergleich zu Endothelzellen in vitro nur etwa 100fach weniger ET-1 synthetisiert ( Kanse et al., 1991; Resink et al., 1990a), jedoch könnte aufgrund der größeren Masse an Gefäßmuskelzellen diese Quelle trotzdem funktionelle Bedeutung besitzen.

ET-2 ist im menschlichen Plasma nicht nachweisbar ( Suzuki et al., 1989), kommt aber u.a. in Niere und Darm vor, ohne daß seine funktionelle Bedeutung geklärt wäre.

ET-3 wird hauptsächlich im Darm und ZNS exprimiert ( Matsumoto et al., 1989; Shinmi et al., 1989), nicht dagegen im Endothel oder in Herzmuskelzellen ( Howard et al., 1992).

Die drei Isoformen des ET zeigen eine große Vielfalt an Wirkungen sowohl in vitro als auch in vivo im tierischen und menschlichen Organismus:

In großen Teilen des Gefäßsystems wirken besonders ET-1 und ET-2 nach einer vorübergehenden Dilatation konstringierend ( Inoue et al., 1989a; Cocks et al., 1989). Diese Wirkungen werden u.a. über NO ( Gardiner et al., 1990; Douglas et al., 1990) und Prostacyclin ( De Nucci et al., 1988) autokrin reguliert. Die Gefäßkonstriktion führt nach Bolusgabe von ET-1 in überphysiologischen Dosen zu einer mehr als 60 min anhaltenden Blutdruckerhöhung ( Inoue et al., 1989a).


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Am Herzen sind bei niedrigen Dosen von ET-1 positiv chronotrope ( Ishikawa et al., 1988a) und inotrope ( Ishikawa et al., 1988b) Effekte zu beobachten. Die Koronarien sind neben den Nierengefäßen das auf ET am empfindlichsten reagierende Widerstandsgefäßbett ( Clozel et al., 1989). Steigende Dosen führen durch Koronarkonstriktion und daraus folgende Ischämien ( Kurihara et al., 1989b) und Arrhythmien ( Ezra et al., 1989) zu einem Absinken der Herzleistung.

An der Niere führt die Konstriktion sowohl der efferenten als auch der afferenten Arteriolen ( Edwards et al., 1990) zu einem Abfall des renalen Plasmaflusses und der glomerulären Filtrationsrate (GFR) ( Firth et al., 1988). Angiotensin II konstringiert dagegen nur die efferenten Arteriolen. Trotz der verminderten GFR steigt die Natrium-Exkretion durch geringe ET-1-Dosen an ( Marsden et al., 1994), während allerdings höhere Dosen auch zu Natrium-Retention führen können ( Lopez-Farre et al., 1989).

Im ZNS konnten an vielen Strukturen ET-Bindungsstellen nachgewiesen werden ( Davenport et al., 1989). Neben arterieller Konstriktion ist durch am Hypothalamus topisch appliziertes ET-3 ein Effekt auf die Salz-Wasser-Bilanz (Anstieg des ADH) und eine Herabsetzung des Durstempfindens zu erzielen ( Samson et al., 1991).

Die Effekte auf das endokrine System sind vielfältig. U.a. beobachtet man durch ET komplexe Effekte auf das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System. Bei Tieren erhöht ET-1 die Serumkonzentrationen von ADH, ACTH, Aldosteron, Kortisol, Renin und Katecholaminen. ( Nakamoto et al., 1989).

Eine Konstriktion der glatten Muskulatur bewirkt ET u.a. auch im Myometrium, im Ductus deferens und in den Bronchien ( Lagente et al., 1989).

Eine Beteiligung von ET an der Pathophysiologie verschiedener Krankheiten ist wahrscheinlich. Relativ starke experimentelle Evidenzen dafür gibt es u.a. bei folgenden Erkrankungen: Myokardinfarkt, Koronarspasmen, chronische Herzinsuffizienz, akutes Nierenversagen, Ciclosporinnephrotoxizität, Raynaud-Phänomen, Asthma, primäre pulmonale Hypertension, Subarachnoidalblutung ( Ortega-Mateo et al., 1997).


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1.1.5 Endothelin als Wachstumsfaktor

Neben den oben genannten Wirkungen haben die Endotheline auch einen wichtigen Stellenwert als Faktoren zur Stimulation und Regulierung von Wachstum, Differenzierung und Entwicklung.

In ET-1-knockout-Experimenten an Mäusen zeigten sich kraniofaziale und kardiovaskuläre Mißbildungen, die bei homozygoten Tieren nicht mit dem Leben vereinbar sind ( Kurihara et al., 1994; Kurihara et al., 1995). Interessanterweise konnten diese Mißbildungen ebenfalls bei Teratogenitätsstudien mit ETA-Rezeptorantagonisten hervorgerufen werden, so daß eine ETA-Rezeptor-vermittelte ET-1-Wirkung in der Fetalentwicklung vermutet werden kann. Auch eine Mitverursachung von kongenitalen Krankheitsbildern wie dem Pierre-Robin- oder Treacher-Collins-Syndrom durch Anomalien im ET-1/ETA-Rezeptor-Bereich wird postuliert ( Ong , 1996).

An der Entwicklung von Zellen der Neuralleiste und an deren Wanderung in die Peripherie scheint das Endothelinsystem ebenfalls beteiligt zu sein. Ein Knockout des ET-3- oder des ETB-Rezeptor-Gens führt zu Mäusen mit aganglionärem Megacolon congenitum, ähnlich der menschlichen Hirschsprung-Erkrankung. Außerdem fehlen bei diesen Tieren regional epidermale Melanozyten ( Baynash et al., 1994; Hosoda et al., 1994).

Erst kürzlich konnte von Yanagisawa et al. (1998) an Mäusen gezeigt werden, daß eine Schädigung im ECE-1-Gen zu einer Kombination der beschriebenen Mißbildungen führt, die bei isoliertem ET-1-knockout oder ETA-Blockade einerseits sowie Knockout des ET-3- oder ETB-Rezeptor-Gens andererseits auftreten. Es scheint also sowohl eine ECE-1/ET-1/ETA-Rezeptor-Achse als auch eine ECE-1/ET-3/ETB-Rezeptor-Achse für die frühe fetale Entwicklung und Differenzierung in vivo von Bedeutung zu sein.

Weiterhin wurde ein proliferativer Effekt von ET-1 auf eine Vielzahl verschiedenster Zelltypen in vitro nachgewiesen (wenn nicht anders angegeben Referenzen bei: Battistini et al., 1993b):

Nicht nur ET-1, sondern auch die anderen ET-Isoformen können proliferationsfördernd wirken. ET-1 und ET-2 sind in etwa gleich stark, während ET-3 und Big-ET-1 eine deutlich schwächere Wirkung zeigen.

Auch für benigne und maligne Neoplasien scheint das Endothelinsystem eine Bedeutung zu haben. ET-1-Produktion oder Speicherung konnte in vielen Krebszellinien in vitro bzw. in Karzinomen in vivo nachgewiesen werden (siehe Tabelle 3 )

U.a. folgende neoplastische bzw. Karzinomzellen lassen sich durch ET-1 in ihrer Proliferation stimulieren:

Bis auf die C6-Gliomzellen wird in allen diesen Zellen gleichzeitig ET-1 gebildet, d.h. es kann ein autokriner Stimulationsmechanismus vermutet werden.

Auch die entsprechenden ET-Rezeptoren sind auf einigen der genannten Zellen bzw. in Tumoren beschrieben: u.a. auf glatten Gefäßmuskelzellen ( Hahn et al., 1990), Swiss 3T3-Fibroblasten ( Takuwa et al., 1989), Rattenkardiomyozyten ( Hirata et al., 1989), Gliomzellen ( Kurihara et al., 1990), HeLa- und HEp-2-Zellen ( Shichiri et al., 1991b), Meningeomzellen ( Kitagawa et al., 1994; Pagotto et al., 1995), Prostatakarzinomzellen ( Nelson et al., 1996), Melanomzellen ( Kikuchi et al., 1996) und Ovarialkarzinomzellen ( Moraitis et al., 1997).

Auf Swiss 3T3-Fibroblasten ist die Zahl der Rezeptoren für Endothelin höher als die der Rezeptoren für jeden anderen Wachstumsfaktor wie z.B. platelet derived growth factor (PDGF), fibroblast growth factor (FGF) oder EGF ( Kusuhara et al., 1989).


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In vielen Zellkulturexperimenten wurde gezeigt, daß ET-1 meist nicht isoliert für sich, sondern in funktioneller Gemeinsamkeit mit anderen Wachstumsfaktoren wirkt, deren Gegenwart in lebenden Systemen selten völlig vermeidbar ist. Der zugrundeliegende Mechanismus dieser teils überadditiven Wirkungssteigerung könnte durch Interaktionen verschiedener Signaltransduktionskaskaden erklärt werden ( Battistini et al., 1993b). So zeigen beispielsweise ET-1 und Insulin-like growth factor (IGF) eine proliferationssteigernde Wirkung auf humane Bruststromafibroblasten. Bei Einzelgabe beträgt die Proliferationssteigerung 35% bzw. 71% gegenüber Kontrollen. Bei gleichzeitiger Gabe beider Substanzen verstärkt sich dieser Effekt auf 907% ( Schrey et al., 1992).

Die aus Tabelle 2 ersichtliche Fähigkeit einiger Wachstumsfaktoren, eine ET-Synthese zu induzieren, gilt auch für Karzinomzellen. Dexamethason, Insulin, EGF und Bombesin stimulieren die ET-Freisetzung aus humanen Mamma-CA-Zellen ( Schrey et al., 1992).

Nach Ergebnissen von Mattingly (1992) können auch Onkogenprodukte eine Steigerung der proliferativen Wirkung des ET-1 bewirken. Das Produkt (pp60v-src) des v-src-Onkogens verstärkt demnach die Akkumulation der durch ET-1 allein induzierten Mitogene Inositol(1,4,5)P3 und Ca2+ um das sechs bzw. dreifache in Rat-1-Fibroblasten. Dieser Befund könnte für die Bewertung des Stellenwertes von ET-1 als Wachstumsfaktor bei Neoplasien von Bedeutung sein. Andererseits reguliert ET-1 seinerseits auch die Transkription verschiedener Onkogene, so daß sich ein komplexes System sich selbst regulierender Regelkreise ergibt.

Nicht in jedem Fall wirkt ET-1 proliferationsfördernd. Ganz im Gegenteil hemmt ET-1 z.B. die Proliferation von Ito-Zellen der Leber ( Mallat et al., 1995). Auch in diesem Fall wird ET-1 von den Zellen selbst synthetisiert ( Housset et al., 1993), so daß eine Funktion als autokrines Hormon erwogen werden muß.

Im Rahmen der Rolle des ET-1 als Wachstumsfaktor wird neben dem proliferationssteigernden Effekt in letzter Zeit zunehmend die Wirkung von ET-1 auf Apoptoseprozesse diskutiert. Im Vordergrund steht dabei die Beobachtung einer ETA-Rezeptor-vermittelten Abschwächung von Apoptose in Gefäßmuskelzellen und Fibroblasten ( Wu-Wong et al., 1997; Shichiri et al., 1998) und damit ET-1 als „apoptosis survival factor“. Abweichend davon wurde bei anderen Zellen eine entsprechende Wirkung über den ETB-Rezeptor beschrieben ( Shichiri et al., 1997), ein apoptosefördernder Effekt beobachtet ( Sharifi et al., 1997) bzw. bei Prostatakarzinomzellen keinerlei Beeinflussung der Apoptoserate gesehen ( Nelson et al., 1996).


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In vivo wurden bisher bei Patienten mit Prostata-CA ( Nelson et al., 1995), hepatozellulärem CA (HCC) ( Ishibashi et al., 1993; Nakamuta et al., 1993; Matsumoto et al., 1994) und kolorektalem CA ( Asham et al., 1998) erhöhte ET-1-Plasmakonzentrationen gemessen. Während zwar für alle genannten Tumoren eine ET-1-Produktion nachgewiesen werden konnte, bleibt es unklar, ob die peripher erhöhten Hormonkonzentrationen allein durch die Produktion aus Tumorzellen stammen oder es sich um ein Epiphänomen, eine unspezifische Antwort des Wirtsorganismus handelt, wie sie auch bei vielen anderen Krankheitsbildern zu beobachten ist (z.B. bei Leberzirrhose, Hepatorenalem Syndrom, Herzinsuffizienz, Myokardinfarkt, Sepsis u.a.) ( Nelson et al., 1995).

Es bleibt zu klären, welche Relevanz die erhöhten ET-1-Konzentrationen und das ET-System im allgemeinen für Wachstum und Differenzierung von Tumoren und umgebendem Stroma in vivo wirklich haben und welche therapeutischen Schlüsse daraus in Zukunft gezogen werden können.

1.1.6 Die Endothelinrezeptoren

Schon früh schloß man aufgrund divergierender pharmakologischer und funktioneller Daten zwischen den ET-Isopeptiden auf die Existenz verschiedener Rezeptorsubtypen ( Inoue et al., 1989a). Drei ET-Rezeptoren sind bisher bekannt: der ETA-, ETB- und ETC-Rezeptor. Allerdings könnte diese zur Zeit gebräuchliche Klassifikation aufgrund teilweise widersprüchlicher Befunde in Zukunft durch eine weitere Aufteilung in Untergruppen verfeinert oder durch eine nach anderen Kriterien ausgerichtete Klassifikation ersetzt werden ( Bax et al., 1994).

Nach der Erstbeschreibung der Klonierung des ETA-Rezeptors aus Rinderlungen-cDNA ( Arai et al., 1990) wurde auch der zu 94% sequenzhomologe humane Rezeptor kloniert. Er besteht aus 427 Aminosäuren und hat eine hohe Affinität zu ET-1, während ET-2 etwas und ET-3 etwa 1000fach schwächer bindet (ETA-Rezeptor: ET-1>ET-2>>ET-3)( Hosoda et al., 1991). Seine mRNA wird im Menschen vor allem in glatter Gefäßmuskulatur, Herz ( Molenaar et al., 1993), Lunge, Kolon und Plazenta nachgewiesen, während keine entsprechende mRNA in Endothelzellen und Leber zu finden ist ( Hosoda et al., 1991). Dagegen wird in Rattenleber sowohl der ETA- als auch der ETB-Rezeptor exprimiert ( Serradeil-le Gal et al., 1991; Jouneaux et al., 1994).

Der ETB-Rezeptor wurde zunächst aus Rattenlungen-cDNA, ( Sakurai et al., 1990) und schließlich aus humaner DNA kloniert ( Nakamuta et al., 1991; Ogawa et al., 1991). Er hat 442 Aminosäuren und bindet unselektiv alle drei ET-Isopeptide mit gleicher


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Affinität (ETB-Rezeptor: ET-1=ET-2=ET-3)( Sakamoto et al., 1991). Er kommt in Endothelzellen, im ZNS, aber auch in Lunge und Niere vor ( Ogawa et al., 1991). Die postulierte Subklassifizierung in ETB1- und ETB2-Rezeptor kann derzeit auf molekularer Ebene noch nicht bestätigt werden ( Bax et al., 1994).

Der ETC-Rezeptor wurde bisher nicht in Säugern, sondern lediglich in der Froschart Xenopus laevis nachgewiesen. Er hat eine besondere Affinität zu ET-3 (ETC-Rezeptor: ET-1=ET-2<<ET-3) ( Karne et al., 1993).

In vielen Spezies wurden ET-Rezeptoren mit beachtlichen Sequenzhomologien gefunden. Zwischen ETA- und ETB-Rezeptor einer Spezies liegt die Übereinstimmung bei ca. 50% ( Arai et al., 1993). Gleiche Subtypen verschiedener Spezies gleichen sich zu ca. 90% ( Haendler et al., 1992). Die relativen Molmassen liegen zwischen 45.000 und 50.000.

ETA- und ETB-Rezeptoren gehören zur Superfamilie der rhodopsinartigen, G-Protein-gekoppelten Rezeptoren mit sieben hydrophoben transmembranären Helices, einem extrazellulären N- und einem intrazellulären C-Terminus sowie jeweils drei extra- und intrazellulären Loops ( Birnbaumer et al., 1990). Weiterhin enthalten beide Rezeptortypen je zwei Glykosylierungsstellen am N-Terminus (Asn 29, Asn 62), 5 Cysteinreste im C-terminalen Bereich in der Nähe des 7. Loops sowie einige Serinreste und damit mögliche Phosphorylierungsstellen in der zytoplasmatischen Domäne.

Nach erfolgter Bindung von ET an den Rezeptor ist die Abdissoziation extrem langsam ( Hirata et al., 1988). Statt dessen folgt eine schnelle Internalisierung des ET-Rezeptor-Komplexes ( Resink et al., 1990b).

Es gibt einen autokrinen Feedbackmechanismus, welcher die ET-Rezeptor-Expression über die Verfügbarkeit von ET-1 reguliert ( Clozel et al., 1993).

1.1.7 Die Signaltransduktion

Viele Bereiche der ET-Signaltransduktionskaskade, insbesondere komplexe Interaktionen zwischen verschiedenen parallel ablaufenden intrazellulären Informationsketten, konnten noch nicht ausreichend geklärt werden. Relativ unstrittig ist die Aktivierung von Phospholipase C über die G-Protein-gekoppelten heptahelikalen ET-Rezeptoren. Dieses führt zur Spaltung von Phosphatidylinositol in Inositoltrisphosphat und Diacylglycerol ( Rubanyi et al., 1994). Das zytosolische Inositoltrisphosphat bewirkt einen schnellen Anstieg des Kalziums durch Öffnung von intrazellulären Speichern ( Kasuya et al., 1989). Ein verzögerter Kalziumanstieg folgt durch Öffnung von Kanälen in der


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äußeren Zellmembran. Die Rolle des Kalziums wird als zentral in der Regulierung der ET-1-abhängigen mitogenen Effekte betrachtet ( Battistini et al., 1993b). Das membrangebundene Diacylglycerol aktiviert die Proteinkinase C ( Griendling et al., 1989), welche einerseits den kontraktilen Apparat für Kalzium sensibilisiert und zu einem Anstieg des intrazellulären pH-Werts führt ( Simonson et al., 1989). Andererseits wird die verstärkte Transkription wachstumsfördernder Gene (c-fos, c-myc, c-jun) ( Komuro et al., 1988; Simonson et al., 1992) über Proteinkinase C angenommen ( Simonson et al., 1989). Die mitogene Wirkung des ET-1 wird außerdem der Phosphorylierung von Tyrosinresten durch eine Proteintyrosinkinase ( Simonson et al., 1993) sowie der Aktivierung zweier mitogenaktivierter Proteinkinasen (MAPK) zugeschrieben ( Ortega-Mateo et al., 1997; Bogoyevitch et al., 1994; Wang et al., 1994).

Beispielsweise wurde an Ovarialkarzinomzellen gezeigt, daß ET-1 über den ETA-Rezeptor eine schnelle c-fos-Expression auslöst. Die mitogene Wirkung wird sowohl über Proteinkinase C als auch über eine Proteintyrosinkinase (welche wiederum MAPKs phosphoryliert) auf zwei getrennten, aber additiv interagierenden Pathways erzielt ( Bagnato et al., 1997). Battistini et al. (1993b) vermuten einen Proteinkinase C-unabhängigen, kurzfristigen mitogenen Effekt über schnelle Genexpression (c-fos, c-jun) neben einer längerfristigen Proteinkinase C-abhängigen Wirkung ( Muldoon et al., 1990).

1.1.8 Die Endothelinrezeptorantagonisten

Wie schon erwähnt, können Synthese und Freisetzung sowie diverse Wirkungen der Endotheline durch Substanzen wie NO, ANP, Prostacyclin, Kalziumkanalantagonisten und auch Substanz P gehemmt werden. Diese Effekte beruhen auf unterschiedlichen, teils nicht bekannten Übertragungswegen, die entweder schon die Bildung und Freisetzung des ET verhindern oder erst auf einer späten Stufe in die Signaltransduktionskaskade des ET eingreifen.

Um Aufschluß über die Bedeutung des ET-Systems sowohl bei physiologischen als auch pathologischen Zuständen zu bekommen, benötigt man die Möglichkeit einer klar definierten Einflußnahme auf ET-Rezeptorebene. Durch die Entwicklung von selektiv wirksamen ET-Rezeptoragonisten und -antagonisten, können nun in verschiedenen Modellen gezielt ETA- oder ETB-Rezeptoren stimuliert bzw. geblockt werden, um pathophysiologische Zusammenhänge genauer zu beschreiben und evtl. therapeutische Möglichkeiten abzuleiten (siehe Tabelle 4 ). Die meisten therapeutischen Informationen


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sind derzeit aus Tiermodellen bekannt. In bezug auf humane Krankheiten beschränken sich Erkenntnisse über Wirkungen von ET-Rezeptorantagonisten im wesentlichen auf Hypertension ( Warner et al., 1996) und Myokardinsuffizienz ( Kiowski et al., 1995).

Tabelle 4: Agonisten und Antagonisten der ET-Rezeptoren. In Klammern: P=Peptid, NP=Nicht-Peptid. Referenzen: siehe Text oder Stjernquist , 1998.

ETA-Rezeptoragonisten

-

ETA-Rezeptorantagonisten

BQ 123 (P) FR 139317 (P) 50-235 (NP) BMS 182874 (NP) PD 156707 (NP) LU 135252 (NP) A 127722

ETB-Rezeptoragonisten

ET-3 STX S6c [Ala1,3,11,15]-ET-1

ETB-Rezeptorantagonisten

IRL 1038 (P) BQ 788 (P)

Kombinierte ETA/B-Rezeptoragonisten

ET-1 ET-2 STX S6b

Kombinierte ETA/B-Rezeptorantagonisten

Ro 47-0203/Bosentan (NP) Ro 46-2005 (NP) SB 217242 (NP) PD 142893 (P) 50-235 (NP) Tak-044 (P) LU 302872 (NP)

Die ersten ET-Rezeptorantagonisten waren Peptide. 1991 wurde IRL 1038 als erster ETB-selektiver Antagonist entwickelt ( Urade et al., 1992). Versuche, einen ETA-Rezeptorantagonisten zu finden, führten zur Isolierung von BQ 123 aus dem Fermentationsprodukt des Streptomyces misakiensisy. BQ 123 ist inzwischen eine Standardsubstanz zur ET-Rezeptor-Identifikation ( Ihara et al., 1992).

Ein Problem bei peptidischen Antagonisten, genau wie bei ET und Sarafotoxinen, ist die ausschließlich parenterale Applikationsmöglichkeit. Dies führte zur Entwicklung von Nicht-Peptid-ET-Rezeptorantagonisten wie der Substanz 50-235 (ETA-selektiv) aus Myrica cerifera ( Mihara et al., 1993) und dem wohl bekanntesten nicht-peptidischen kombinierten ETA/B-Rezeptorantagonisten Ro 47-0203 oder Bosentan ( Clozel et al., 1994). Von diesem stammen die ersten klinischen Erfahrungen bei Herzinsuffizienz ( Kiowski et al., 1995).

Eine neue Klasse nicht-peptidischer, oral applizierbarer, lang wirksamer ET-Rezeptorantagonisten wurde erst kürzlich durch Screening einer chemischen Bibliothek gefunden ( Riechers et al., 1996). Die Ausgangssubstanz war ursprünglich als Herbizid entwickelt worden. Die geeignetsten Vertreter sind der ETA-Rezeptorantagonist


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LU 127043 (2-[(4,6-dimethoxy-pyrimidin-2-yl)oxy]-3-methoxy-3,3-diphenyl-propionsäure) bzw. sein (+)S-Enantiomer LU 135252 ( Riechers et al., 1996) sowie der kombinierte ET-Antagonist LU 224332 bzw. sein aktives (+)S-Enantiomer LU 302872 ([S-2-(4,6-dimethyl-pyrimidin-2-yl)oxy]-3-[2-(3,4-dimethoxyphenyl)ethoxy]-3,3-diphenyl-propionsäure) ( Raschak et al., 1998). LU 135252 hat eine weit höhere Affinität zum ETA-Rezeptor als BQ 123 (siehe Tabelle 5 ) und verhindert nach oraler Gabe noch nach acht Stunden den ET-1-induzierten plötzlichen Tod bei Ratten ( Raschak et al., 1995). Auch LU 302872 zeigt gute orale Effektivität, es hat eine ausgewogenere Rezeptorwirkung als Bosentan und bewirkt schon in Dosierungen von 10 mg/kg Körpergewicht bei Ratten eine Antagonisierung sowohl ETA- als auch ETB-Rezeptor-vermittelter Vorgänge ( Raschak et al., 1998).

Tabelle 5: Rezeptoraffinität und -selektivität einiger ET-Rezeptorantagonisten. Affinität von ETA und ETB: Ki in nmol/l. Selektivität ETB/ETA: ohne Einheit. ( Raschak et al., 1995; Raschak et al., 1998)

Substanz

ETA

ETB

ETB/ETA

BQ 123

19

3800

200

LU 135252

1,4

184

131

Bosentan

3,4

29,6

8,7

LU 302872

2,2

5,8

2,6

An Gefäßmuskelzellen der Ratte ( Eguchi et al., 1992a; Ohlstein et al., 1992; Guo et al., 1996), humanen Gefäßmuskelzellen ( Zamora et al., 1993), C6-Gliomzellen ( _edo et al., 1993), humanen Meningeomzellen ( Pagotto et al., 1995) und humanen Ovarialkarzinomzellen ( Moraitis et al., 1997) antagonisiert BQ 123 eine durch ET-1 hervorgerufene Proliferation. Bei den Ovarialkarzinomzellen hemmt BQ 123 auch die unter den entsprechenden Bedingungen bestehende, nicht durch ET-1 exogen stimulierte Basisproliferation ( Moraitis et al., 1997). In Prostatazellen kann eine ET-1-induzierte Proliferation durch den ETA-Rezeptorantagonisten A 127722 inhibiert werden ( Nelson et al., 1996).

In vivo konnte nach Ballonangioplastie an Rattenkarotiden eine Hemmung der Neointimabildung durch orale Gabe von LU 135252 erreicht werden ( Münter et al., 1996; Stumpf et al., 1997).


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1.2 Das Morris-Hepatom

Die Morris-Hepatome sind eine Serie von über 50 verschiedenen Linien transplantierbarer Tumoren der Leber. Sie wurden in den 50er und 60er Jahren im Labor von Dr. H. P. Morris (Howard University, Washington D.C., USA) an Ratten chemisch induziert. Das Ziel war es, Tumoren mit „minimal deviations“, also möglichst leberähnlichem Aufbau zu erzeugen, um den Karzinogeneseprozeß, biologische und biochemische Eigenschaften sowie Wachstumsverhalten von maligne entartetem Gewebe studieren zu können ( Morris , 1965; Morris et al., 1968).

Das Morris-Hepatom(MH)-7777 wurde bei weiblichen Buffalo-Ratten durch Gabe des langsam wirkenden Karzinogens N-2-Fluorenylphthalamsäure induziert ( Morris , 1965). Über fokale, exzessiv Glykogen speichernde klarzellige und azidophile Läsionen und andere Vorstadien, wie gemischtzellige Herde und Noduli, erfolgt die Entwicklung eines vorwiegend basophilen hepatozellulären Karzinoms ( Bannasch et al., 1980; Bannasch et al., 1989; Bannasch , 1996). Die Substanz wurde zehn Monate lang kontinuierlich verabreicht und der Tumor vier Monate später entnommen. Histologisch handelte es sich zunächst um ein trabekuläres, gut differenziertes Karzinom ( Morris , 1965). Über die letzten 30 Jahre nahm die Wachstumsrate des MH-7777 zu und schon 1979 wurde das MH-7777 als schlecht differenziertes Hepatom beschrieben ( Morris et al., 1979). Nach ca. 300 Generationen wurde ein entdifferenzierter Tumor mit multiplen nekrotischen Herden, Tumorzellen verschiedener Größe, basophilem Zytoplasma, pleomorphen, großen Zellkernen mit prominenten Nucleoli, Verlust der Sinusoidalarchitektur und fehlenden Kupffer-Sternzellen beschrieben ( Hocher et al., 1994). Der relative hämorrhagische oder nekrotische zentrale Tumoranteil ist unabhängig von der Tumorgröße. Der vitale Anteil wird mit konstant 57 (± 13) % angegeben ( Linder-Horowitz et al., 1969). Die zunehmende Entdifferenzierung des Hepatoms über die Generationen könnte auf Selektion von ligandenunabhängiger Tyrosinkinaseaktivität zurückzuführen sein, welche wiederum Ausdruck verstärkter Expression des v-erb B Onkogens sein könnte ( Hocher et al., 1994).

Das MH-7777 kann nur auf Buffalo-Ratten transplantiert werden und hat eine Angehrate von 90-100% ( Morris , 1965). Es wird üblicherweise beidseitig in die Oberschenkelmuskulatur der Tiere injiziert und führt im Laufe von vier bis sechs Wochen zu Tumorkachexie, Muskelproteinkatabolismus ( Linder-Horowitz et al., 1969;


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Le Bricon et al., 1996) und schließlich zum Tod des Wirts. Lungenmetastasen und Mikrometastasen in der Leber werden beschrieben.

Wie viele andere maligne Neoplasien sind auch einige Morris-Hepatome hormonabhängig. Gezeigt wurden Abhängigkeiten von Thyroxin ( Mishkin et al., 1981; Erdstein et al., 1984), Prolaktin ( Pollack et al., 1982) und Testosteron ( Erdstein et al., 1989). Zur Relevanz des Endothelins gibt es bisher keinerlei Erkenntnisse.

In der vorliegenden Studie wird mit einem experimentellen Lebertumor gearbeitet. Experimentelle Tumoren in Tiermodellen liefern niemals eine exakte Widerspiegelung der Situation in spontan auftretenden humanen Tumoren. Trotzdem stellen sie wertvolle Modelle zur Erforschung und Verifizierung grundlegender Prinzipien dar. Die aus derartigen Studien gewonnenen Informationen können genutzt werden, um neue Herangehensweisen zur Therapie menschlicher Erkrankungen zu entwickeln.


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1.3 Fragestellung der Arbeit

Endothelin hat neben der zuerst beschriebenen vasokonstriktiven Eigenschaft auch mitogene Wirkung auf eine Vielzahl von Zellen ( Battistini et al., 1993b).

In vitro wurde gezeigt, daß ET die Proliferation neoplastischer Zellen verstärkt (u.a. Shichiri et al., 1991a,b; Kitagawa et al., 1994; Nelson et al., 1995; Kikuchi et al., 1996) und daß dieser Effekt durch ET-Rezeptorantagonisten aufgehoben werden kann (u.a. Pagotto et al., 1995; Nelson et al., 1996; Moraitis et al., 1997).

In vivo wurde beobachtet, daß einige maligne Tumoren ET-1 synthetisieren und daß peripher erhöhte Plasmakonzentrationen von ET-1 und seinem Vorläufer Big-ET-1 meßbar sind. Dies ist z.B. beim humanen hepatozellulären Karzinom der Fall ( Ishibashi et al., 1993). Weiterhin unklar bleibt jedoch, ob das ET-System in vivo Bedeutung für das Wachstum von malignen Zellen ( _edo et al., 1996) oder die Angiogenese in Tumoren ( Economos et al., 1992a; Inagaki et al., 1992; Zhao et al., 1995; Asham et al., 1998) hat.

Ein geeigneter experimenteller Ansatz zur Beantwortung dieser Frage ist eine Intervention mit ET-Rezeptorantagonisten, um durch gezielte Blockade des ET-Systems ET-abhängige Vorgänge zu verhindern und diese damit zu identifizieren. Dieses soll in der vorliegenden Arbeit am Modell des schnell wachsenden experimentellen Lebertumors Morris-Hepatom-7777 an Buffalo-Ratten versucht werden.

Dazu sind folgende Schritte vorgesehen:

Die Beantwortung der Frage, ob ET als Wachstumsfaktor in vivo für die Proliferation maligner Zellen oder die Tumorangiogenese von relevanter Bedeutung ist und ob Eingriffsversuche in dieses System durch ET-Rezeptorantagonisten zur Wachstumshemmung erfolgversprechend sind, könnte zur Entwicklung eines völlig neuen Ansatzes in der Krebstherapie durch Beeinflussung der Wirkung eines bis jetzt in erster Linie als kreislaufwirksam angesehenen Hormons führen.


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Fri Mar 16 16:37:30 2001