Die Expression der Matrix-Metalloproteinasen MMP-2 und MMP-9 beim Kolon- und Rektumkarzinom

Arndt, Marlies; Roeb, Elke

doi:HT014750097

Die Expression der Matrix-Metalloproteinasen MMP-2 und MMP-9 beim Kolon- und Rektumkarzinom = The Expression or the matrix-metalloproteinases MMP-2 and MMP-9 in colon and rectum carcinoma

Arndt, Marlies (Author)

2005

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Marlies Arndt geb. Hoor

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2005

UmfangVI, 88 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2005

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Roeb, Elke (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2005-12-12

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-14162
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/52674/files/Arndt_Marlies.pdf

Einrichtungen

Medizinische Fakultät (510000-1)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Medizin (frei) ; Metalloproteinasen (frei) ; Dickdarmkrebs (frei) ; Immunoblot (frei) ; Metastase (frei) ; MMP-2 (frei) ; MMP-9 (frei) ; Tumorinvasion (frei) ; Zymographie (frei) ; zymography (frei) ; tumor invasion (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
Einleitung: Das kolorektale Karzinom ist einer der häufigsten Tumoren des Menschen. Die Prognose hängt entscheidend vom Tumorstadium, das heißt von Invasivität und Metastasierung ab. Die Erforschung der Mechanismen von Invasion und Metastasierung sind daher von erheblicher Relevanz. Beim Metastasierungsvorgang ist die Degradierung der Extrazellulärmatrix (ECM), welche die Tumorzelle umgibt, von entscheidender Bedeutung. An diesem Prozess sind unter anderem ECM- degradierende Proteinasen (zum Beispiel Metalloproteinasen), die vom Tumor selbst produziert werden können, maßgeblich beteiligt. Bei der Tumorprogression des kolorektalen Karzinoms spielen besonders die Matrix- Metalloproteinasen MMP-2 und MMP-9 eine Rolle. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der Expression der Metalloproteinasen MMP-2 und MMP-9 beim Kolon- und Rektumkarzinom und deren Bedeutung als mögliche Prognosefaktoren oder als Ziel therapeutischer Interventionen.Material und Methoden: Wir untersuchten intraoperativ gewonnene Gewebsproben von 20 Kolon, sowie 9 Rektumkarzinomen und Proben dazugehöriger gesunder Darmschleimhaut des jeweils selben Patienten. Die Gewebsproben wurden unmittelbar nach der Entnahme aus dem Resektat in flüssigem Stickstoff schockgefroren und sowohl zymographisch als auch mittels Western-Blot auf die Expression von MMP-2 und MMP-9 untersucht. Die Zymographie ist eine Methode, die qualitativ und semiquantitativ aktives Enzym nachweisen kann. Die Expression der Metalloproteinasen wurde nach Durchführung der Zymographie sowohl im karzinomatösen als auch im gesunden Gewebe densitometrisch ausgewertet. Danach wurde die Expression von MMP-2 und MMP-9 im Karzinomgewebe mit der des gesunden Gewebes des jeweils gleichen Patienten verglichen. In der Western-Blot-Analyse konnten die Metalloproteinasen mit Hilfe eines spezifischen Antikörpers detektiert und eindeutig zugeordnet werden. Ergebnisse: Wir fanden einen signifikanten Anstieg der MMP-2 und MMP-9 in allen Kolon- und Rektumkarzinomgeweben verglichen mit dem jeweils korrespondierenden gesunden Darmgewebe (P<0,05). Weiterhin konnten wir beim Vergleich von Kolon- und Rektumkarzinomgewebe tendenziell eine unterschiedliche MMP- Expression erkennen. Der MMP-9-Anstieg war beim Kolonkarzinom deutlich stärker ausgeprägt als beim Rektumkarzinom, bei dem es hauptsächlich zu einem Anstieg der aktiven Form der MMP-2 kam. Schlussfolgerung: Die Metalloproteinasen MMP-2 und MMP-9 werden beim kolorektalen Karzinom verstärkt exprimiert und sind als sensitive Prognosefaktoren geeignet. Die Gelatinasexpression ist jedoch wenig spezifisch. Eine Hemmung der Metalloproteinasen MMP-2 und MMP-9 könnte ein neuer Therapieansatz beim kolorektalen Karzinom sein. Verglichen mit vorausgegangenen Studien wurde in dieser Arbeit erstmalig Kolon- und Rektumgewebe getrennt voneinander asserviert, ausgewertet und miteinander verglichen. Die Expression von MMP-2 und MMP-9 bei Kolon- und Rektumkarzinom scheint unterschiedlich zu sein. Die Untersuchung einer größeren Stichprobe würde gegebenenfalls noch eindeutigere Ergebnisse liefern. Ein differentielles MMP-Enzymmuster könnte ein unterschiedliches therapeutisches Prozedere bei Kolon- und Rektumkarzinom nach sich ziehen.

Introduction: Colorectal carcinoma is one of the most common tumors of the human being. Prognosis depends very much on the tumor state, invasion and metastasis. The investigation of invasion and metastasis are therefore of great relevance. Metastasation includes several important steps. One of these steps is the degradation of the extracellular matrix (ECM), which surrounds the tumor. Among other things, proteinases (for example matrix- metalloproteinases) are involved in this process. In tumor progression of the colorectal carcinoma, the matrix-metalloproteinases MMP-2 and MMP-9 play a special role. In this study we investigated the expression of MMP-2 and MMP-9 and their importance for therapy and prognosis of colon- and rectal carcinoma.Methods: Biopsy samples of tumor and distant normal mucosa from 20 patients with colon- and from 9 with rectum carcinoma were obtained intraoperative. They were shock-frozen and after that analyzed by gelatin zymography and western blot. Gelatin zymography allows to detect active enzyme in a qualitative and semi-quantitative way. After a densitometric analysis of the expression of MMP-2 and MMP-9 in all tissues, MMP activity of the carcinomatous tissue was compared to the activity of the healthy mucosal sample of the same patient. By using western blot analysis, we could perform a specific identification of the metalloproteinases.Results: We found a significant increase of MMP-2 and MMP-9 in cancerous tissue in all cases (P<0,05) compared with the corresponding healthy tissue. In addition, comparing rectal and colon carcinomas, we observed differences in MMP activity. MMP-9 expression was much more striking in colon carcinomas than in rectal carcinomas, whereas in rectal carcinomas there was mainly an increase of active MMP-2.Conclusion: Matrix-metalloproteinases MMP-2 and MMP-9 are increased in colorectal carcinomas. On one hand they seem to be suitable sensitive prognostic factors. On the other hand gelatinase expression is not very specific. But Inhibition of MMP-2 and MMP-9 could play an important role in therapeutic intervention of colorectal carcinoma. Taking into account earlier studies, this is the first report showing separate asservation, evaluation and comparison of colon and rectal carcinomas. The Expression of MMP-2 and MMP-9 in colon and rectal carcinomas seems to be different. This difference should be further investigated in studies including bigger amounts of patients. A differential expression of matrix-metalloproteinases could result in a different therapeutic procedure of colon and rectal carcinomas.

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