Die funktionelle Bedeutung der Interaktion zwischen dem Zelladhäsionsmolekül CEACAM1 und dem Angiogeneseinhibitor Endostatin bei der Gefäßneubildung

Abstract

Angiogenese, die als Aussprossung neuer Blutgefäße aus bereits bestehenden Blutgefäßen definiert ist, findet sowohl in physiologischen als auch in pathologischen Vorgängen statt. Es konnte gezeigt werden, dass Angiogenese bei dem Wachstum und der Metastasierung von soliden Tumoren eine Rolle spielt. Bei diesem komplexen Prozess spielen neben pro- und antiangiogenetischen Faktoren auch Zelladhäsionsmoleküle eine essentielle Rolle. Abhängig von dem jeweiligen Gefäßentwicklungsstadium finden direkte und indirekte Interaktionen zwischen den verschiedenen Faktoren statt. Das Zelladhäsionsmolekül CEACAM1 (Carcinoembryonic Antigen-related Cell Adhesion Molecule1) ist in Endothelzellen angiogenetisch aktivierter Blutgefäße hoch reguliert und wirkt proangiogenetisch. Endostatin ist ein potenter Angiogeneseinhibitor, welches seine antiangiogenetischen Eigenschaften nach Abspaltung vom Kollagen 18 entfaltet. Bis zum Beginn dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass sowohl Endostatin als auch CEACAM1 besonders stark in der Wand neu formierter Blutgefäße zu finden sind und eine direkte Interaktion beider Faktoren in Form einer stadienabhängigen Ko-Lokalisation besteht. Weiterhin konnte nachgewiesen werden, dass Endostatin direkt an CEACAM1 bindet. Ziel der vorliegenden Arbeit war es zu untersuchen, in wie weit die Interaktion zwischen CEACAM1 und Endostatin für die Regulation der Morphogenese von Kapillaren und für die Migration und Tubeformierung der Endothelzellen eine Rolle spielt. Im Wound-Assay konnte gezeigt werden, dass CEACAM1-Silencing in primären menschlichen Endothelzellen (HDMECs) die antimigratorischen Effekte von Endostatin abschwächt. Bei in vitro endothelialen Tube-Assays war die Zahl, die Länge und das Netzwerk von Tubes unter Applikation von VEGF+Endostatin oder VEGF+Endostatin+Angiopoietin-1 gesteigert, wenn HDMECs mit CEACAM1-Silencing verwendet wurden, und die darauf folgende immunhistochemische Färbung dieser Tubes zeigte eine Veränderung am Lokalisationsmuster von Endostatin in Abhängigkeit von CEACAM1-Präsenz versus Abwesenheit. Die vorliegende Arbeit belegt erstmalig, dass die angiogenesehemmenden Effekte von Endostatin von der endothelialen Präsenz des CEACAM1 abhängig sind und die Interaktion zwischen Endostatin und dem proangiogenetischen Zelladhäsionsmolekül CEACAM1 endotheliale Funktionen wie Migration und Tubeformierung beeinflussen. Weitere in vivo Analysen sind notwendig, um die klinisch-funktionelle Interaktion zwischen Endostatin und CEACAM1 bei der Neubildung von Blutgefäßen und bei der antiangiogenetischen Tumortherapie evaluieren zu können.