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Einleitung

1.1 Bedeutung und Hintergründe des Ovarialkarzinoms

Das Ovarialkarzinom hat einen Anteil von etwa 4 % an den malignen Erkrankungen der Frau mit einem Altersgipfel in der 5. – 6. Lebensdekade. Damit nimmt es die sechste Stelle in der Statistik der malignen Neuerkrankungen bei Frauen in den USA ein.1 Die anfangs nur milde Symptomatik erklärt die häufig späte Diagnose, bei 60 - 70% der Patientinnen bereits im peritoneal disseminierten Stadium. Entsprechend ist die Prognose, verglichen mit Zervikal- und Endometriumkarzinomen, ungünstiger. Ovarialkarzinome sind die häufigste Todesursache bei malignen Erkrankungen des weiblichen Genitaltrakts2 und belegen den fünften Rang aller malignombedingten Todesfälle bei Frauen.1

Maligne Ovarialtumoren gehen vom Oberflächenepithel des Ovars aus. Abhängig von der Morphologie unterteilt man in seröse (ca. 40 %), muzinöse (ca. 10 %), endometroide (ca. 20 %), undifferenzierte (ca. 10 %) und Klarzellkarzinome (ca. 5 %). Ein weiteres Zehntel verteilt sich auf Tumoren, die aus Keimzellen oder ovariellem Stroma entstanden sind; die übrigen Tumoren sind Metastasen nicht-ovarieller Primärtumoren. Die Abgrenzung von Borderline-Tumoren, die kein destruierend invasives Wachstum aufweisen, ist therapeutisch und prognostisch von großer Bedeutung. Die 5-Jahres-Überlebensrate liegt selbst bei peritoneal disseminierten Borderline-Tumoren bei über 90 %, bei fortgeschrittenen malignen Tumoren lediglich bei ca. 15 %.2

Die heutige Standardtherapie besteht in einer möglichst radikalen chirurgischen Tumorentfernung und einer sich anschließenden Chemotherapie mit Platinverbindungen und Taxanen.3

1.2 Tumor und Entzündung

Bereits 1863 vermutete Rudolf Virchow einen Zusammenhang zwischen Tumoren und Entzündungsgeschehen, sah sogar die Entzündung als Ursache der Entartung an.4 Später wurde das inflammatorische Geschehen in der Umgebung von Malignomen lange Zeit als Abwehrreaktion des Körpers gedeutet. Mit den zunehmenden Erkenntnissen über die Entstehung von Tumoren wird jedoch Virchows Hypothese wieder gestützt. Vielfach ist ein erhöhtes Tumorrisiko mit chronischer Entzündung assoziiert, sei es aufgrund viraler, autoimmuner oder [Seite 5↓]anderer Ätiologie. Darüber hinaus fördert das komplexe malignominduzierte Entzündungsgeschehen sowohl Tumorwachstum, Invasion und Metastasierung als auch die systemische Immunsuppression.5,6 Die hierbei ablaufenden Umbauvorgänge des Tumorstromas wurden sehr treffend mit einer modifizierten Wundheilung verglichen.7 Durch tumoreigene Produktion von Mediatoren werden diese normalerweise limitierten Vorgänge aufrecht erhalten, es resultiert ein kontinuierlicher Stromaaufbau als Basis für weiteres Tumorwachstum.

Eine Verbindung zwischen Entartung und vorangegangener Entzündung findet sich beim Ovarialkarzinom wieder. Bei den Ovarien bestehen als Besonderheit die regelmäßig wiederkehrenden Ovulationen, die jeweils eine Entzündungsreaktion hervorrufen. Eine Theorie zur Ätiologie des Ovarialkarzinoms geht von pathologischen Reparaturprozessen im Rahmen dieser und weiterer lokaler Entzündungen aus.2,8 Die Theorie steht im Einklang mit dem Risikofaktor der langen Reproduktionsphase und der Risikominderung durch Schwangerschaften. Auch Asbest oder Talkum verursachen eine lokale Entzündung, wenn sie durch den Genitaltrakt aufgestiegen sind. Dieser Weg ist nach einer Hysterektomie oder einer bilateralen Tubenligation versperrt. Somit lassen sich auch der Risikofaktor Asbest sowie die risikomindernden Effekte der genannten operativen Eingriffe zufriedenstellend erklären. Bisherige Studien mit entzündungshemmenden Medikamenten erreichten jedoch aufgrund zu geringer Fallzahl keine Signifikanz.8

1.2.1 Entzündungsmediatoren fördern das Tumorwachstum

Tumorzellen sind in der Lage, proinflammatorische Zytokine wie beispielsweise IL-1β, IL-6 und TNFα zu sezernieren. Diese werden auch durch die häufig in Tumorgewebe anzutreffende Hypoxie induziert. Der durch diese Zytokine induzierte Umbau des Stromas verbessert die Bedingungen für den Tumor, beispielsweise wird die Expression von angiogenen Faktoren wie VEGF stimuliert und somit die Blutversorgung verbessert.5,6 Außerdem haben sie das Potential, direkt als Wachstums- und Überlebensfaktoren auf Tumorzellen einzuwirken.5

In Ovarialkarzinomen sind IL-1β und TNFα auch in die Regulation der Matrix-Metalloproteinase MMP-9 involviert. Diese fördert durch die Auflockerung des Stromas die Invasion der Tumorzellen.6 Möglicherweise führt TNFα im Ovarialkarzinom auch zur Induktion von NO-Synthasen.5,6 Der Tumor profitiert einerseits durch die angiogene Wirkung des NO, [Seite 6↓]zudem führen Reaktionen der entstehenden Radikale mit der DNA zu genetischer Variabilität.

Auf der Suche nach Ursachen der permanenten Zytokinproduktion fanden sich in Ovarialkarzinomzellinien Hinweise auf Störungen der regulierenden Signalwege.6 So wurde gezeigt, daß verschiedene antiinflammatorische Zytokine nicht mehr in der Lage sind, die Entzündung zu bremsen, teilweise wirken antiinflammatorische Mediatoren sogar stimulierend.9

1.2.2 Therapeutische Beeinflussung des Entzündungsgeschehens

Die Wechselwirkungen zwischen Tumor und umgebendem Gewebe, und hier insbesondere die Entzündungsmediatoren und deren Signalwege, sind ein wichtiger Ansatzpunkt zu Verständnis und Beeinflussung malignen Wachstums. Durch blockierende Eingriffe in das vom Tumor dauerhaft aktivierte proinflammatorische Mediatornetzwerk lassen sich therapeutische Effekte erwarten.

Die Beeinflussung des Entzündungsgeschehens bei rheumatoider Arthritis und Morbus Crohn durch TNFα-Antagonisten führte zur Blockade der Zytokin-Produktion, reduzierter Angiogenese sowie verminderter Aktivität der Matrix-Metalloproteinasen.5 Möglicherweise lassen sich diese Effekte auch im Rahmen einer Tumortherapie therapeutisch nutzen.

Die gezielte Beeinflussung der Signalwege ist aufgrund deren Komplexität wesentlich schwieriger. In vitro konnte in Ovarialkarzinomzellinien durch Blockade des p38-MAPK-Signalweges die invasionsfördernde Wirkung von Zytokinen unterbunden werden.6

Bis zur gezielten therapeutischen Anwendung von spezifischen Signalwegs-Inhibitoren sind jedoch noch erhebliche Erkenntnisgewinne über die beeinflußten Signalkaskaden und der induzierten Wechselwirkungen notwendig. Lediglich bei erheblichen Erfolgen im Tiermodell wäre ein experimenteller Einsatz im Rahmen klinischer Studien bereits denkbar.


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1.3  Der MAPK-Signalweg

Eine der bekanntesten Signalweg-Familien ist die Gruppe der Mitogen-aktivierten Protein Kinasen (MAPK). Durch diese werden über verschiedene Kaskaden Signale von der Zelloberfläche bis in den Zellkern weitergegeben. Ging man vor wenigen Jahren noch von keiner oder nur geringer Überkreuzung der einzelnen Wege aus10, so muß man heute von einem Signaltransduktions-Netzwerk sprechen.11,12

Die funktionelle Bedeutung der MAPK ist vielfältig, sie sind beispielsweise an der Kontrolle von Proliferation und Differenzierung beteiligt.10,12 Ihr Schwerpunkt liegt jedoch in der Regulation von Entzündungsmediatoren, ein Großteil der Zytokine wird u.a. über MAPK gesteuert.13,14,15 Die Aktivität der MAPK selbst kann beispielsweise durch eine Reihe transmembranärer Rezeptoren, Phorbolester oder Hitzeeinwirkung beeinflußt werden.

Die einzelnen Kinasen der Signalkaskade können neben ihrer individuellen Bezeichnung in Gruppen eingeteilt werden:10,12 Die Kinasen p42/44MAPK oder ERK1/2, p38MAPK, JNK/SAPK und ERK5, werden allgemein als MAPK bezeichnet, wobei diese Bezeichnung häufig auch für die p42/44MAPK alleine gebraucht wird. Deren Aktivatoren in der Kaskade werden als MAP-Kinase Kinasen (MAP2K oder MKK) bezeichnet, diese Gruppe zeigt noch eine hohe Spezifität für die einzelnen MAPK-Signalwege. Die Aktivatoren der MKK, die zusammenfassend als MAP-Kinase Kinase Kinasen (MAP3K oder MKKK) bezeichnet werden, weisen dagegen häufig ein komplexes Aktivierungsmuster mehrerer Signalkaskaden auf. Deren Aktivatoren wiederum sind als MAP4K oder MKKKK zu bezeichnen, unter diesen finden sich vielfach bereits die auslösenden membranassoziierten Proteine, beispielsweise ras, rac oder Cdc42.16 In Abbildung 1 ist das komplexe System vereinfacht dargestellt.

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Abbildung 1: MAPK-Signalwege im Überblick12,15,16. Vereinfachte Darstellung.
MEKK1 darstellungsbedingt doppelt aufgeführt. Transkriptionsfaktoren: MAPKAPK 5 = PRAK, p90RSK = MAPKAPK 1A

Die Aktivierung der MAP-Kinasen erfolgt durch die Phosphorylierung zweier Aminosäuren, die sich in einem für die jeweilige Gruppe charakteristischen Motiv befinden. Die Spezifität der aktivierenden Proteine wird durch typische Erkennungssequenzen gewährleistet, außerdem stellen auch sog. ´Gerüstmoleküle´ (scaffolding proteins) eine räumliche Verknüpfung her.12,16 Abbildung 2 zeigt beispielsweise durch JIP-1 (JNK interacting protein-1) verknüpfte Signalmodule.

Die regulierende Inaktivierung der MAP-Kinasen erfolgt durch parallel induzierte MAPK-Phosphatasen (vgl. Kapitel 1.4, S. 8), zudem gibt es Hinweise für einen komplexen Rückkopplungsmechanismus mit Einfluß auf die Rezeptoren.12

Die Besonderheiten der einzelnen Kaskaden sowie ihre Funktion sind nachfolgend beschrieben.

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Abbildung 2: funktionelle Signalmodule durch Gerüstmolekül JIP-112,16

1.3.1 ERK-MAP-Kinase

Der ERK-Signalweg (extracellular-regulated kinases) ist der wohl bestuntersuchte unter den MAP-Kinasen. Die beiden Isoformen ERK1 (p44MAPK) und ERK2 (p42MAPK) werden durch eine Vielzahl von Mitogenen, osmotischen Streß und Zellkontakte sowie durch Wachstumsfaktoren, Zytokine und im Rahmen viraler Infektionen aktiviert.11,17 Der Signalweg beginnt meist mit G-Protein-gekoppelten Rezeptoren, zu denen auch das Proto-Oncogen ras gehört. Nachfolgend wird das Signal über raf-Proteine sowie die MAP-Kinase Kinasen MEK 1 und MEK 2 bis zu den ERK-MAP-Kinasen weitergegeben. Wichtige Funktionen der ERK sind die Beteiligung bei der Regulation von Zellteilung und Proliferation, außerdem tragen sie zu Lernprozessen des Nervensystems bei.12,17

1.3.2 p38-MAP-Kinase

Die p38MAP Kinasen werden durch physikalischen Streß wie osmotische Gradienten und UV-Exposition, aber auch durch Zytokine und G-Protein-gekoppelte Rezeptoren aktiviert.17 Bisher wurden 5 Isoformen der p38 mit unterschiedlicher Gewebeverteilung identifiziert.11 Es gilt als sicher, daß die MKK3 und MKK6 recht spezifisch die p38 aktivieren, eine zusätzliche Aktivierung durch MKK4 ist fraglich. Von der p38-MAPK ist beispielsweise die Produktion der Zytokine IL-1β, IL-6, IL-8, TNFα und der COX-2 in Monozyten abhängig,11 in Entzündungsgeschehen und Immunantwort wird ihr daher eine Schlüsselrolle zugeschrieben.17 Neben dieser direkten Zytokinsteuerung sind auch indirekte Wirkungen auf das Entzündungsgeschehen beschrieben worden. So spielt die p38-MAPK eine wesentliche Rolle bei der Regulation der COX-2, durch Interaktion der p38 mit der COX-2-mRNA soll diese [Seite 10↓]stabilisiert werden, wobei dieser Effekt durch Dexamethason über die nachfolgende Inaktivierung der p38 gehemmt werden kann.18 Schließlich ist die p38MAPK in die Induktion von Apoptose involviert.12

1.3.3 JNK / SAPK-MAP-Kinase

Die Gruppe der JNK (c-Jun amino-terminal kinases) oder p54SAPK (stress-activated protein kinase) setzen sich im wesentlichen aus den ubiquitär exprimierten Kinasen JNK1 und JNK2 sowie der nur in einigen Geweben exprimierten JNK3 zusammen.11 Die Aktivierung erfolgt ähnlich der p38MAPK durch Streß oder Zytokine über mehr als ein Dutzend MAP3K19 sowie in der nächsten Ebene durch MKK4 und MKK7. Zudem ist auch eine Aktivierung durch ras möglich, der genaue Mechanismus ist jedoch noch unklar.20 Es wurde jedoch gezeigt, daß zwei durch p38 induzierte Proteine, MK2 und PRAK, diesen Weg blockieren können. Ihre Wirkung entfalten die JNK-MAP-Kinasen u.a. über c-Jun als Bestandteil des AP-1-Komplexes, der ein wichtiger Regulator der Genexpression darstellt.17 Auf diese Weise haben die JNK Einfluß auf die Expression vieler Zytokine, außerdem sind sie in die Einleitung von Apoptose involviert.12

1.3.4  Funktionelle Bedeutung des MAPK-Netzwerkes

Das hochkomplexe Netzwerk der MAP-Kinasen mit seinen kaum überschaubaren Regulationsmechanismen spielt eine große Rolle für das Verständnis und die Therapie vieler Erkrankungen. Beispielsweise wurde die Entwicklung von Melanomen mit Störungen der MAPK-Signalwege in Verbindung gebracht.21 Im Vergleich zu benignen Naevi war die MAPK-Aktivität und die VEGF-Produktion in Melanomen erhöht.22 Gut differenzierte Prostatakarzinome wiesen ebenfalls eine erhöhte p38MAPK-Aktivität auf, in späten Stadien waren dagegen die aktivierten ERK-, JNK- und p38-MAPK reduziert oder nicht mehr nachweisbar.23


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Experimentell konnte in Ovarialkarzinomzellinien durch ATP die MAPK aktiviert und die Proliferation gesteigert werden.24 Diese Effekte waren durch den MEK-Inhibitor PD98059 sowie durch den PKC-Inhibitor Staurosporin vollständig blockierbar. Weiterhin wurde gezeigt, daß in vielen Ovarialkarzinomen der MEK-ERK-Signalweg dauerhaft aktiviert ist.25

Einen wesentlichen, bisher jedoch vergleichsweise wenig erforschten Anteil an der Regulation der MAP-Kinasen hat die Gruppe der MAPK-Phosphatasen, die nachfolgend beschrieben sind.

1.4  Die Familie der MAPK-Phosphatasen

Die Inaktivierung der MAP-Kinasen erfolgt durch die Gruppe der MAPK-Phosphatasen, die auch als Dual-spezifische Phosphatasen bezeichnet werden. Die ersten Beschreibungen einer solchen erfolgten 1992 durch zwei unabhängige Arbeitsgruppen26,27. Aufgrund der Aktivierung durch viele MAPK-Stimuli lag die Vermutung nahe, daß es sich um einen Feedback-Mechanismus der MAP-Kinasen handelt.28

Die MAPK-Phosphatasen sind auf verschiedenen Genen unabhängig voneinander kodiert. Neben der strengen Konservierung eines gemeinsamen Motivs im Bereich des aktiven Zentrums unterscheiden sich die einzelnen Phopshatasen jedoch in der übrigen Sequenz und in ihren Spezifitäten gegenüber den MAP-Kinasen, so daß gezielt einzelne Signalwege inaktiviert werden können. Ging man ursprünglich davon aus, daß die Wirkung der Phosphatasen auf den Zellkern begrenzt ist, so mußte mit der Entdeckung der Phosphatasen MKP-3, M3/6 und MKP-4 im Zellplasma das Spezifitätsmuster um die Lokalisation ergänzt werden.28

Obwohl die MAPK-Phosphatasen in engem Zusammenhang mit den MAP-Kinasen reguliert werden, ist über die Einzelheiten der Phosphatasen-Regulation bisher vergleichsweise wenig bekannt. Anfangs wurde vermutet, daß die Phosphatasen unmittelbar durch die MAP-Kinasen aktiviert werden. Die ERK-Aktivierung reicht jedoch nicht immer zur Aktivierung der MAPK-Phosphatase MKP-1 aus.29 Desweiteren führen bestimmte Aktivatoren der Protein Kinasen A und C zu einer MKP-1-Expression, ohne die MAPK-Signalwege zu beeinflussen.30 Schließlich gibt es Hinweise, daß die Regulation der MAP-Kinasen nicht unbedingt linear verlaufen muß. So wurde mit Hilfe eines Simulationssystems eine bistabile Regulation von MAP-Kinasen durch die Phosphatase MKP-1 prognostiziert.31


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Bisher wurde mehr als ein Dutzend MAPK-Phosphatasen beschrieben. Die häufig zeitgleichen Erstbeschreibungen in teilweise unterschiedlichen Spezies führten zu einer Reihe von synonym verwendeten Bezeichnungen. Um den Umgang mit der weiterhin wachsenden Phosphatasen-Familie zu strukturieren, wurde die Bezeichnung ´DUSP´ für ´dual-spezifische Phosphatase´ eingeführt, die jedoch noch nicht in allen Publikationen übernommen wird. Tabelle 1 zeigt die wichtigsten Vertreter mit ihren alternativen Bezeichnungen sowie ihren Genlokalisation:

Tabelle 1: MAPK-Phosphatasen

systematische

Bezeichnung

weitere Bezeichnungen

Genlokalisation

DUSP1

MKP-1 32,33

CL10026,34

3CH13427

5q3435

DUSP2

PAC-1 36

2q1137

DUSP3

VHR 38

17q2139

DUSP4

MKP-2 40

hVH-241

TYP-142

8p12-p1143

DUSP5

hVH3 37

B2344

10q2537

DUSP6

MKP-3 45,46

Pyst-147

12q21-q2343,48

DUSP7

Pyst2 47

MKP-X45

3p2143

DUSP8

M3/6 46

hVH-549

11p15.550

DUSP9

MKP-4 51

Xq2851

DUSP10

MKP-5 52

1q4153

Unter Berücksichtigung der Aminosäuresequenzen lassen sich die Verwandtschaftsbeziehungen zwischen den Phosphatasen erkennen. So zeigte sich eine hohe Übereinstimmung zwischen DUSP1 und DUSP4 sowie zwischen DUSP6 und DUSP7, wohingegen diese beiden Gruppen zueinander sowie jeweils zu den Phosphatasen DUSP2 und DUSP5 phylogenetisch weiter entfernt sind.47


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1.4.1  MKP-1 / CL100

1.4.1.1 Komplexe Induzierbarkeit

Die erstbeschriebene Phosphatase MKP-1 kann u.a. durch Hitzeschock oder Wasserstoffperoxid induziert werden,26 die Untersuchung möglicher Aktivatoren der MKP-1 wurde bereits mit Hilfe verschiedener Inhibitoren durchgeführt. Dabei konnte durch den MEK-Inhibitor U0126 eine Aktivierung verhindert werden, jedoch nicht durch den p38-MAPK-Inhibitor SB203580.54

Weiterhin führte Arsenit zur MKP-1-Aktivierung. Hierbei wurde eine um das 3-fache gesteigerte Phospho- und Acetylierung des Histons H3 am MKP-1-Chromatin als mögliches Steuerungselement beobachtet.54 Sowohl MKP-1-Induktion als auch die Histon-Veränderungen ließen sich im Gegensatz zur vorbeschriebenen Induktion durch den p38-MAPK-Inhibitor SB203580 signifikant reduzieren, der Zugabe des MEK-Inhibitors U0126 folgte jedoch keine Reduktion.54

Durch Dexamethason wird über einen Glukokortikoid-Rezeptor die Transkription der MKP-1 gesteigert und deren Degradation reduziert. Die Stabilisierung der mRNA soll hierbei durch die p38-MAPK erfolgen.55 Als Folge der ausgelösten MAPK-Inaktivierung werden die proinflammatorischen Zytokine IL-1β und TNFα gehemmt.56 Diese antiinflammatorische Wirkung der MKP-1 durch Dexamethason wurde bisher für keine weitere Phosphatase gezeigt.55

Aus der Vielfältigkeit der möglichen Aktivierungswege resultiert eine komplexe Reaktion auf eine Vielzahl von Zytokinen und weiterer Mediatoren.

1.4.1.2 Spezifität und intrazelluläre Lokalisation

Zunächst wurde eine hohe Aktivität der MKP-1 gegenüber ERK gezeigt.27,32,34 Später wurde auch die Inaktivierung von JNK und p38 MAPK nachgewiesen,57,58 aktuellere Daten gehen von einer etwa gleichmäßigen Aktivität gegenüber allen MAP-Kinasen30,59aus.

Der Nachweis des Proteins gelang in einer Vielzahl von Geweben u.a. in Herz, Lunge, Leber, Pankreas, Skelettmuskel und Plazenta.34 Intrazellulär wurde die MKP-1-Expression zunächst im Kern beschrieben.28,59


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1.4.1.3  Regulation

Die Regulation der MKP-1 erfolgt im wesentlichen auf Transkriptionsebene.60 Die mRNA wird bereits nach kurzer Zeit abgebaut, als Halbwertszeit werden etwa 20 min angenommen.57 Die Protein-Halbwertszeit beträgt etwa 40 min.27

Zwiespältig sind die Angaben zur Beeinflussung durch die ERK-Kinase: Einerseits soll durch ERK-bedingte MKP-1-Phosphorylierung eine erhöhte Stabilität entstehen,61 andererseits kann die ERK den MKP-1-Abbau über den Ubiquitin-Proteasom-Weg triggern.62

1.4.2 MKP-3 / Pyst-1

Neben der MKP-1 als bisher bestuntersuchter MAPK-Phosphatase ist eine Vielzahl weiterer Phosphatasen beschrieben worden. Über diese ist allerdings bisher im Vergleich zur MKP-1 nur wenig bekannt. Eine grobe Darstellung der unterschiedlichen Aktivität gegenüber den MAP-Kinasen und ihrer intrazellulären Lokalisation findet sich in Abbildung 3.

Besondere Aufmerksamkeit verdienen die wenigen Phosphatasen, die im Zytoplasma lokalisiert sind, da sie auf eine unabhängige Regulation der MAPK-Aktivität in Zellkern und Zytoplasma hinweisen. Zu diesen gehört die MKP-3, die erstmals 1996 beschrieben wurde.45 Ihre Aktivität gilt in erster Linie den ERK-Kinasen, JNK und p38 werden nur teilweise inaktiviert.46,47 Obwohl die Phosphatase MKP-3 bereits eine konstitutive Expression aufweist47, kann sie beispielsweise durch NGF (nerve growth factor) induziert werden.45 Durch Dexamethason ist ebenfalls eine geringe Induktion beschrieben, auffällig ist dabei jedoch eine darauf folgende Reduktion der MKP-3 auf ein Zehntel des Ausgangswertes.63

1.4.3 Weitere Phosphatasen

Die Phosphatase M3/6 ist wie die MKP-3 im Zytoplasma anzutreffen.46 Sie weist jedoch keine Aktivität gegenüber den ERK-Kinasen auf,28 sondern inaktiviert selektiv JNK und p38. Daher wurde vermutet, daß diese beiden sich ergänzenden Phosphatasen die unterschiedlichen Signalwege im Zytoplasma als Gegenspieler kontrollieren.59


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Die ebenfalls im Zytoplasma lokalisierte Phosphatase MKP-4 ist auf wenige Gewebe begrenzt (Plazenta, Niere, embryonale Leber)51 und dürfte hier die MKP-3 mit vergleichbarer Spezifität funktionell ergänzen.

Die 1999 beschriebene Phosphatase MKP-5 ist in vielen Geweben (u.a. Herz, Lunge, Leber, Niere, Skelettmuskel) zu finden. Ihr Aktivität in Zytoplasma und Zellkern konzentriert sich auf die p38- und JNK-Kinase.52

Die Phosphatase MKP-2 präsentiert sich wie die nah verwandte MKP-1 im Zellkern. Sie inaktiviert mit hoher Spezifität die ERK-Kinasen,41 zu denen auch eine Co-Lokalisation besteht.40 Zudem zeigt sie eine geringe Aktivität gegenüber JNK und p38.28 Die Induktion der MKP-2 findet über ERK und JNK statt.30,64

1.4.4 Aktivität und Spezifität gegenüber MAP-Kinasen

Die verschiedenen Phosphatasen können unter optimalen Bedingungen häufig alle MAP-Kinasen dephosphorylieren. Unter physiologischen Bedingungen ist ihre Aktivität jedoch meist auf bestimmte Kinasen begrenzt.28 Eine orientierende Übersicht der Phosphatasen-Spezifität findet sich in der nachfolgenden Abbildung 3:

Abbildung 3: MAPK-Phosphatasen-Spezifität


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1.4.5  Funktionelle Bedeutung der Phosphatasen

Die Funktion der MAPK-Phosphatasen ist nach heutigem Kenntnisstand auf die Inaktivierung der MAP-Kinasen beschränkt. Daher stimmt die funktionelle Bedeutung der Phosphatasen zu großen Teilen mit denen der Kinasen überein (vgl. Kap. 1.3.4, S. 8).

Die Phosphatasen-vermittelten Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Signalwegen machen jedoch erst die gesamte Komplexität des Netzwerks deutlich. Die durchaus gängige Praxis, verschiedene MAPK-Wege getrennt zu betrachen, muß somit hinterfragt werden.

Möglicherweise lassen sich viele Effekte, die bisher durch Störungen der MAPK-aktivierenden Kaskaden nicht ausreichend erklärbar waren, mit Dysregulationen im größtenteils noch unbekanntem Aktivierungsmechanismus der Phosphatasen begründen.

Beispielsweise ist die zuvor beschriebene erhöhte MAPK-Aktivität in Melanomen vermutlich durch eine niedrige MKP-1-Expression bedingt.65

Weiterhin scheint in frühen Stadien von Prostatakarzinomen eine erhöhte MKP-1-Expression durch Beeinflussung des JNK-Signalweges Apoptose zu verhindern66 und könnte somit erst das Fortschreiten bis zu späten Stadien mit reduzierter oder nicht mehr nachweisbarer MAPK-Aktivität23 ermöglichen.


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1.5  Fragestellung

In dieser Arbeit sollten die MAPK-Phosphatasen in Ovarialkarzinomen mit folgenden Fragestellungen untersucht werden:

Welche Phosphatasen werden in Ovarialkarzinomzellinien basal exprimiert ?

Sind die Phosphatasen durch Zytokine induzierbar ?

Korreliert die Phosphatasenexpression mit der Aktivität ihrer Zielproteine ?

Über welche Signalwege werden die Phosphatasen aktiviert ?

Speziell zur MKP-1:

Wie verteilt sich die Expression der Phosphatase MKP-1 in Ovarialkarzinomen ?

Besteht eine Korrelation zwischen MKP-1-Level und Klassifizierung, Stadium oder Grading dieser Tumoren ?

Läßt sich aus der MKP-1-Expression eine Verlaufssprognose ableiten ?

Wie reagiert die Phosphatase MKP-1 unter dem Einfluß des Chemotherapeutikums
Cisplatin ?

Verändert sich dieses Verhalten der MKP-1 bei Chemoresistenz ?


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10.05.2005