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4  Diskussion

4.1 Bestimmung von prognostischen Markern zur Abschätzung der Prognose und zur Validierung einer molekularen Tumortherapie

Die Bestimmung von molekularen Markern im Tumorgewebe ist aus verschiedenen Gründen interessant: Zum ersten können derartige Untersuchungen Ansatzpunkte für mögliche therapeutische Strategien aufzeigen. Wenn die Überexpression eines Proteins im Tumorgewebe mit einer schlechteren Prognose statistisch signifikant assoziiert ist, dann ist zumindest eine gewisse Wahrscheinlichkeit vorhanden, dass dieses Protein auch kausal an der Tumorprogression beteiligt ist. Damit dient die immunhistologische Untersuchung von potentiellen molekularen Markern im Tumorgewebe als hypothesengenerierendes Verfahren zur Eingrenzung möglicher tumorbiologisch relevanter Zielproteine. Um eine kausale Beteiligung der Proteine bei der Tumorprogression aufzuzeigen, können dann Zellkulturversuche und tierexperimentelle Ansätze hinzugezogen werden.

Als zweiten Punkt bietet die Bestimmung von molekularen Markern die Möglichkeit, die Prognose der Tumorerkrankung besser einzuschätzen und mögliche Therapieindikationen zu bestimmen. Dies ist vor allem bei solchen Zielproteinen interessant, für die es bereits geeignete pharmakologische Inhibitoren gibt. Die COX-2 ist hier ein gutes Beispiel, da COX-2 Inhibitoren bereits seit langem als etablierte anti-inflammatorische Medikamente zur Verfügung stehen.

Die Bestimmung von molekularen Markern im Tumorgewebe kann ferner helfen, mögliche für die Tumorprogression wichtige Signalwege zu identifizieren. Auch hier ist die immunhistologische Untersuchung ein hypothesengenerierendes Verfahren, die Ergebnisse sollten mit anderen Methoden validiert werden.

4.2 Die COX-2 als Prognosefaktor

Gemäß den vorliegenden Ergebnissen unserer und anderer Arbeitsgruppen sind sowohl bei den Mammakarzinomen als auch bei Ovarialkarzinomen ca. 40% der Tumoren COX-2 positiv. Die Gruppe der Patientinnen mit COX-2 positiven Tumoren hat dabei eine schlechtere Prognose als die Patientinnen mit COX-2 [Seite 22↓]negativen Tumoren. Bemerkenswert ist hier, dass bei beiden Tumoren nur eine Untergruppe von weniger als der Hälfte der Fälle die COX-2 exprimiert. Im Gegensatz dazu wurde für das Kolonkarzinom eine Expression der COX-2 in etwa 80% der Fälle beschrieben [71,72,73,74]. Auch unsere eigenen, bisher unveröffentlichten Untersuchungen ergaben diesbezüglich einen ähnlichen Prozentsatz. Epidemiologische Studien zeigen für Kolonkarzinome einen stärkeren protektiven Effekt von NSAIDs als für Mammakarzinome oder Ovarialkarzinome. Dieser stärkere protektive Effekt könnte durch den höheren Prozentsatz an COX-2 positiven Kolonkarzinomen bedingt sein.

Für das Ovarialkarzinom und das Mammakarzinom wurden auch von anderen Arbeitsgruppen Untersuchungen zur Expression und zur prognostischen Relevanz der COX-2 durchgeführt. Während sich in zwei Studien keine oder nur eine geringe Expression der COX-2 in Ovarialkarzinomen fand [75,76], wurde eine Expression der COX-2 im Ovarialkarzinom bisher in sieben Studien beschrieben [66,77,78,79,80,81,82]. In den meisten dieser Untersuchungen ergab sich eine Expression der COX-2 in ca. 30-40% der Tumorzellen. Ferrandina et al. fanden in ihrer Untersuchung von 87 primären Ovarialkarzinomen eine Korrelation zwischen erhöhter COX-2 Expression in Tumorgewebe und schlechterem Ansprechen auf die Chemotherapie [79]. In der Studie von Shigemasa et al. zeigte sich eine Expression der COX-2 in 31% der Ovarialkarzinome, jedoch keine Korrelation zwischen COX-2 Expression und dem Überleben [80]. In unserem eigenen Studienkollektiv war der prognostische Effekt für die Altersgruppe der unter 60 jährigen besonders stark. Diese Altersgruppe wurde jedoch in den anderen Studien nicht separat analysiert.

Ein inhibitorischer Effekt von NS-398 auf die Proliferation humaner Ovarialkarzinomzellen konnte neben unserer Studie auch von Wang et al. [83] und von Rodriguez-Burford et al. [84] festgestellt werden.

In Mammakarzinomen wurde die COX-2 Expression mittels Immunhistochemie in 11 verschiedenen Studien untersucht [67,85,86,87,88,89,90,91,92,93,94]. In den meisten dieser Studien ergab sich eine COX-2 Expression in ca. 40% der Mammatumoren. In sechs Studien wurde die COX-2 Expression im Tumorgewebe mit dem Überleben korreliert [67,87,89,90,92,93]. In vier dieser sechs Studien [Seite 23↓][67,87,89,90] fand sich dabei eine Korrelation zwischen COX-2 Expression und einem verminderten Gesamtüberleben bzw. rezidiv-freiem Überleben.

Auch für andere Tumoren wurde die COX-2 Expression als negativer prognostischer Parameter beschrieben, so z.B. für Adenokarzinome der Lunge [95,96], für Kolonkarzinome [97,98], Zervixkarzinome [99,100] und Adenokarzinome des Ösophagus [101], maligne Mesotheliome [102], Plattenepithelkarzinome im Kopf-Hals-Bereich [103] und Magenkarzinome [104]. Dies deutet darauf hin, dass die COX-2 in vielen verschiedenen Tumortypen eine möglicherweise entscheidende biologische Funktion hat und dass COX-Inhibitoren auch bei anderen Tumortypen eine therapeutische Option darstellen könnten.

4.3 Prognostische Relevanz des ELAV-like Proteins HuR im Ovarialkarzinom

In unseren Untersuchungen konnten wir das COX-2 regulierende Protein HuR als Prognosefaktor im Ovarialkarzinom identifizieren. Interessanterweise reguliert HuR nicht nur die COX-2, sondern auch andere mRNAs, die eine ARE Sequenz aufweisen, wie z.B. VEGF und IL-8. Zudem konnten wir eine Assoziation zwischen der Tumorproliferation und der zytoplasmatischen HuR Expression nachweisen. Aus diesen Befunden ergibt sich die Hypothese, dass eine über HuR vermittelte Dysregulation der mRNA-Stabilität im Tumorgewebe möglicherweise zu vermehrter Angiogenese, vermehrter Proliferation und zur Modulation der tumorassoziierten Entzündung führen könnte. Da die tumorbiologische Rolle von humanen ELAV-like Proteinen bislang kaum untersucht ist, ist eine endgültige Beurteilung dieser Hypothese nur nach weiteren Studien, die derzeit durchgeführt werden, möglich.

Die Familie der humanen ELAV-like Proteine wurde erstmals im Rahmen von paraneoplastischen Syndromen identifiziert. Dabei handelt es sich um neurologische Störungen bei Tumorpatienten, die durch Kreuzreaktion von gegen den Tumor gerichteten Antikörpern mit neuralen Strukturen entstehen. Bei der Suche nach den auslösenden Antigenen wurden die Proteine HuB, HuC, HuD entdeckt und nach dem Indexpatienten benannt. Diese Proteine werden [Seite 24↓]physiologischerweise vor allem im Nervengewebe exprimiert und ektop z.B. von Lungenkarzinomen gebildet. Die gegen Hu-Proteine gerichteten Antikörper stellen zumindest eine teilweise wirksame biologische Tumorabwehr dar [105]. Dies folgt aus der klinischen Beobachtung, dass Patienten mit anti-Hu Syndrom üblicherweise nur sehr kleine, nicht progrediente Tumoren haben und klinisch die neurologische Problematik gegenüber der Tumorerkrankung im Vordergrund steht. Aus dieser klinischen Beobachtung lässt sich die Hypothese ableiten, dass Hu-Proteine möglicherweise wichtige Funktionen im Tumorgewebe haben. Es ist derzeit noch nicht absehbar, ob möglicherweise Hu-Proteine als therapeutische Zielproteine in Frage kommen. Eine wichtige Voraussetzung wäre es hier nicht ZNS-gängige Therapeutika zu entwickeln, um die neurologischen Nebenwirkungen zu minimieren.

4.4 Mögliche Mechanismen der tumorfördernden Wirkung der COX-2

In ihrem grundlegenden Review haben Hanahan und Weinberg sechs typische Veränderungen im Tumorgewebe beschrieben, die sich in praktisch allen malignen Tumoren finden [106]. Dabei werden von den Tumoren unterschiedliche zelluläre Mechanismen genutzt, die letztlich aber zu ähnlichen Ergebnissen führen.

Die „hallmarks of cancer“ sind nach Hanahan und Weinberg: Unabhängigkeit von exogenen Wachstumsfaktoren, Resistenz gegen wachstums-inhibierende Faktoren, Apoptose-Resistenz, unbegrenztes replikatives Potential, verstärkte Angiogenese, Invasion und Metastasierung. Für die COX-2 konnte gezeigt werden, dass sie eine Rolle bei der Tumorinvasion und –metastasierung [107], bei der Angiogenese [108], der Inhibition der Apoptose [109] und der Modulation der tumor-assoziierten Entzündung spielt [110]. Damit werden mehrere grundlegende Eigenschaften maligner Tumoren durch die COX-2 gesteuert. Wenngleich diese verschiedenen Mechanismen nicht in jedem Tumor gleich ablaufen, so bieten sie doch in ihrer Gesamtheit ein Modell, mit dem die prognostische Relevanz einer Überexpression der COX-2 im Tumorgewebe erklärt werden kann.

Zu diesen möglichen COX-2-abhängigen Faktoren kommen noch die COX-unabhängigen Effekte der NSAIDs, die ebenfalls tumorbiologisch relevant sein könnten. Es handelt sich hier unter anderem um die Inhibition von [Seite 25↓]Transkriptionsfaktoren, nukleären Rezeptoren sowie von apoptose-regulierenden Genen. Auch unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass diese sogenannten „non-COX-targets“ in Ovarialkarzinomzellinien eine Rolle spielen. Die Relevanz der „non-COX-targets“ für eine potentielle klinische Tumortherapie ist noch nicht vollständig geklärt.

Des weiteren ist es noch unklar, ob COX-2 Inhibitoren nur dann einen therapeutischen Effekt haben, wenn ihr Zielprotein, die COX-2 auch im Tumorgewebe exprimiert wird. Denn neben den anderen Zielproteinen könnte auch eine Modulation der Tumor-Wirts-Interaktion durch Einfluss auf tumor-assoziierte Entzündungszellen und auf Endothelzellen zur Wirkung der COX-Inhibitoren beitragen. So wurden in komplexeren in-vivo Systemen zusätzliche Wirkungen der COX-2 Inhibitoren beschrieben, die über eine Hemmung der COX-2 in Stromazellen vermittelt werden und in der Zellkultur nicht ohne weiteres untersucht werden können.

4.5 Therapeutische Möglichkeiten

Aus den dargestellten Ergebnissen ergibt sich die Frage, ob Patientinnen mit COX-2 positiven Tumoren von einer adjuvanten Therapie mit COX-2 Inhibitoren profitieren würden. Die COX-2 ist ein zentrales Zielprotein der NSAIDs. Für die Durchführung klinischer Studien mit COX-Inhibitoren wäre es daher sinnvoll, die Expression der COX-2 im Tumorgewebe zu bestimmen und mit dem Ansprechen der Patienten auf die Therapie zu korrelieren. Hierzu ist eine standardisierte Methode der COX-2 Bestimmung unerlässlich. Als ein mögliches Verfahren haben wir den sog. immunoreaktiven Score (IRS) verwendet, der sich aus dem Prozentsatz an positiven Zellen und der Intensität der Färbung zusammensetzt und eine gewisse Standardisierung ermöglicht. Um für die klinische Praxis eine ausreichende Vergleichbarkeit der COX-2 Bestimmung zwischen verschiedenen Zentren zu ermöglichen, ist jedoch zukünftig eine präzisere Standardisierung notwendig.

Mögliche Indikationen für COX-Inhibitoren umfassen die primäre Chemoprävention bei Patientinnen mit erhöhtem Risiko für Mammakarzinome oder Ovarialkarzinome, die adjuvante Therapie und die sekundäre Prävention zur Prophylaxe eines Rezidivs.


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01.06.2005