ADAM8 affects glioblastoma progression through microglia/macrophage by regulating osteopontin-mediated angiogenesis

Diese kumulative Dissertation fasst zwei Peer-Review-Veröffentlichungen zusammen, die sich mit der Rolle von a Disintegrin and Metalloproteases 8 (ADAM8) in Glioblastoma multiforme (GBM)-Zellen und in der Mikroumgebung von GBM-Tumoren befassen. Die erste Veröffentlichung beinhaltet den Titel „Molecular profiling of the tumor microenvironment in glioblastoma patients: correlation of microglia/macrophage polarization state with metalloprotease expression profiles and survival “. In dieser Studie untersuchten wir das molekulare Profil von Gliom-assoziierten Makrophagen/Mikroglia (GAMMs) in Korrelation mit der Patientenprognose, indem wir M1/M2-ähnliche Polarisationsmarker in einer Kohorte von 20 GBM-Patienten ausnutzten. Mittels quantitativer PCR (qPCR) wurden die Marker CXCL10 (M1) und CCL13 (M2) in humanen Makrophagen validiert und auf eine globale Analyse von GBM-Gewebe angewendet. Darüber hinaus wurden Proteinase-Gene, die bekanntermaßen mit der GBM-Progression assoziiert sind (ADAM8, MMP9, MMP14, ADAM10, ADAM17), in Korrelation zu M1/M2-Markern analysiert. Unsere Daten zeigten, dass der M2-ähnliche Makrophagenmarker CCL13 signifikant höhere Expressionsniveaus aufwies als alle M1-ähnlichen Makrophagenmarker. Gene für MMP9 und MMP14 sind signifikant mit einem M2-ähnlichen Phänotyp und einer Assoziation mit einer verschlechterten Prognose in der GBM-Patientenkohorte assoziiert. Eine hohe Expression in MMP9 und MMP14 korreliert signifikant (P < 0,001) mit einer hohen Expression von ADAM8 in GBM. Die zweite Publikation mit dem Titel „ADAM8 affects glioblastoma progression by regulating osteopontin-mediated angiogenesis“ untersuchte den funktionellen Einfluss von ADAM8 auf die GBM-Progression in vivo durch stereotaktische Injektion von ADAM8-defizienten Gliomzellen in das Gehirn von Nacktmäusen (nu/nu). Unsere Ergebnisse belegen einen signifikanten Beitrag von ADAM8, während der Tumorangiogenese, wie in vivo und in vitro durch funktionelle Analyse von ADAM8-defizienten U87-Gliomzellen und durch Analyse primärer Makrophagen, die aus Adam8-Knockout-Mäusen isoliert wurden, gezeigt wurde. Bemerkenswerterweise zeigen Mäuse, denen ADAM8 fehlt, keine offensichtlichen Entwicklungs- oder pathologischen Defekte, wie durch den Phänotypisierungsbericht der ADAM8-Knockout-Maus (Kelly, Hutchinson et al. 2005) bestätigt wird. Daher liegt die Annahme nahe, dass ADAM8 ein potenzieller Zielproteinkandidat für die GBM-Therapie mit gering zu erwartenden Nebenwirkungen sein könnte. In unserer Studie haben wir zunächst in GBM-Gewebe festgestellt, dass ADAM8 sowohl in neoplastischen Glioblastomzellen als auch in tumorassoziierten Zellen in der Tumormikroumgebung weit verbreitet ist. Wir untersuchten den Einfluss von ADAM8 auf die GBM-Progression in vivo durch stereotaktische Injektion von ADAM8-defizienten Gliomzellen in das Gehirn von Nacktmäusen. Unsere Ergebnisse deuten auf einen signifikanten Beitrag von ADAM8 während der Tumorangiogenese hin, wie in vivo und in vitro durch funktionelle Analyse von ADAM8-defizienten U87-Gliomzellen und durch Analyse primärer Makrophagen, die aus ADAM8-Knockout-Mäusen isoliert wurden, gezeigt wurde. Wir fanden heraus, dass das angiogene Potenzial von ADAM8 in GBM-Zellen und in primären Makrophagen durch die Regulation von Osteopontin (OPN), einem wichtigen Induktor der Tumorangiogenese, vermittelt wird. Durch In-vitro- Zellsignalanalysen zeigen wir, dass ADAM8 OPN über den JAK/STAT3-Weg in U87-Zellen und in primären Makrophagen reguliert. Da ADAM8 eine entbehrliche Protease für die physiologische Homöostase ist, schlussfolgern wir, dass ADAM8 ein handhabbares Ziel sein könnte, um die Angiogenese in GBM mit geringfügigen Nebenwirkungen zu modulieren.