Personalstruktur

• Leitung:
  Univ.-Doz. Dr.med. Eberhard Gunsilius

• Ärztliche/Wissenschaftliche Mitarbeiter:
  Ao. Univ.-Prof. Dr.med. Michael Steurer
  Dr. Gerold Untergasser
  Dr. Andreas Pircher
  DI Johann Kern
  
  
• Technische Analytikerinnen:
  Monika Bauer
  Cornelia Heis

Laboraufgaben

Forschung

Projekt I:

Detektion und Charakterisierung zirkulierender Endothel-Vorläuferzellen
Nahezu alle Gewebe sind abhängig von einer adäquaten Blutversorgung. Sie benötigen Sauerstoff und Nährstoffe und müssen Kohlendioxid und andere Abfallprodukte des Stoffwechsels eliminieren. Dies kann nur durch ein funktionierendes System von Blutgefäßen erfolgen, da die limitierende Distanz der Versorgung von Zellen mit Sauerstoff durch passive Diffusion bei etwa 200 µm liegt. Dementsprechend ausgebaut ist die Gefäßversorgung von Geweben und die endoluminale Fläche des menschlichen Blutgefäßsystems beträgt etwa 1000m². Alle Blutgefäße sind von einem endothelialen Monolayer ausgekleidet.

Die Bildung von neuen Blutgefäßen kann durch zwei grundsätzlich verschiedene Mechanismen erfolgen: Hämangiogenese (in Abgrenzung zur Lymphangiogenese) und Vaskulogenese. Während der Embryonalentwicklung entstehen primitive Blutgefäße durch den Zusammenschluß von Angioblasten, ein Prozeß der als Vaskulogenese bezeichnet wird. Durch diese Vaskulogenese bildet sich ein Gefäßplexus, der sich durch Aussprossung neuer Gefäße aus vorbestehenden vergrößert (=Angiogenese). Nach der Geburt ist die Entstehung neuer Gefäße physiologischerweise beschränkt auf das innere weibliche Genitale und Orte der Wundheilung. Pathologische Zustände sind ebenfalls mit einer Neubildung von Gefäßen assoziiert, wie z.B. die diabetische Retinopathie, Psoriasis und das Wachstum von malignen Tumoren. Die Bildung und die Spezialisierung von Blutgefäßen wird durch ein komplexes System von proangiogenen und antiangiogenen Faktoren reguliert.

Tumoren benötigen Nährstoff- und Sauerstoffzufuhr für das Wachstum, die Ausbreitung und Metastasierung; sie nekrotisieren bei Fehlen von adäquaten Blutgefäßen. Zirkulierende Endothel-Vorläuferzellen (CEP) sind am Tumorwachstum und an der -Progression und Metastasierung beteiligt. Vermutlich stammt dieser Zelltyp aus dem Knochenmark und ist bei Tumorpatienten im Gegensatz zu gesunden Probanden in Blutproben erhöht. In unserem Projekt soll dieser Zelltyp detailliert charakterisiert werden, um Marker zu screenen, die spezifisch in Endothel-Vorläuferzellen exprimiert werden. Ein Hauptziel unserer Studien ist  es, sensitive und spezifische Assays zu etablieren mit denen die Tumorangiogenese im peripheren Blut von Tumorpatienten monitorisiert werden kann.

Projekt II:

Molekulare Charakterisierung von neuen Regulatoren der Angiogenese: Vasohibine

Die Angiogenese wird kontrolliert durch ein Gleichgewicht zwischen angiogenen und inhibitorischen Faktoren. Kürzlich konnte ein neuer intrinsischer Inhibitor der Angiogenese in Endothelzellen identifiziert werden, das sogenannte Vasohibin. Neben der Hauptform wurde auch eine kurze Isoform von Vasohibin in Endothelzellen beschrieben. Die Wirkungsmechanismen der verschiedenen Vasohibin-Isoformen sind noch nicht charakterisiert. Die Hauptziele unserer Forschungen sind die Analyse subzellulärer Lokalisation und die Identifikation interagierenden Partner der Vasohibine. Dadurch sollen neue Einsichten über die Funktion von Vasohibin-Isoformen und die Mechanismen der Angiogenese Inhibition in Tumoren gewonnen werden. Diese Daten sind erforderlich für zukünftige antiangiogene Therapiestrategien. 

Projekt III:

Charakterisierung des Glykoproteins Dickkopf-3

Wie konnten zeigen, dass das Protein Dickkopf-3 (DKK-3) in Tumorgefässen exprimiert wird. Ziele weiterer Projekte sind die Untersuchung von DKK-3 in Bezug auf Tumorangiogenese, Tumorprogression und Metastasierung. Funktion, Signaltransduktion und wechselwirkende Partner des Dkk-3 sind noch unbekannt und ein weiteres Thema unserer Forschungsarbeit.  

Projekt IV:

Molekulare Targets von Bortezomib (Velcade) in Endothelzellen
Bortezomib ist ein hoch selektiver, reversibler Inhibitor des 26S-Proteasoms und ist indiziert als Monotherapie bei Patienten mit Multiplem Myelom. Klinische Studien sind abgeschlossen oder werden aktuell evaluiert in Bezug auf Sicherheit und Wirksamkeit von Bortezomib alleine oder in Kombination mit Chemotherapie beim Multiplen Myelom. Die antiprolierativen, proapoptotischen, antiangiogenen und antineoplastischen Aktivitäten von Bortezomib resultieren in Proteasomeninhibition und hängen von einer veränderten Degradierung einer Menge an Regulationsproteinen ab. Es wurde gezeigt, dass ein Kontakt mit Bortezomib zu einer Stabilisierung von p21, p27 und p53, sowie der proapoptotischen Bid und Bax Proteine und des Inhibiors kB-α führt, welches die Aktivierung des nuklearen Faktors kB-induzierten Survival-pathway der Zelle verhindert. Im Gegensatz zu Tumorzelllinien zeigten proliferierende Endothelzellen eine hohe Sensitivität auf niedrige Dosen von Bortezomib. Die Intention unseres Projektes ist ein detailliertes Screening um Targetproteine in Endothelzellen zu finden, die von der Proteasomeninhibition betroffen sind und Wachstumshemmung und Apoptose bewirken.   

Ausgewählte Publikationen

Kern J, Untergasser G, Zenzmaier C, Sarg B, Gastl G, Gunsilius E, Steurer M.

GRP-78 secreted by tumor cells blocks the anti-angiogenic activity of bortezomib.

Blood. 2009 Oct 29;114(18):3960-7. Epub 2009 Aug 27.

Lucas T, Abraham D, Untergasser G, Zins K, Hofer E, Gunsilius E, Aharinejad S.

Adenoviral Mediated Endothelial Precursor Cell Delivery of Soluble CD115 Suppresses Human Prostate Cancer Xenograft Growth In Mice.

Stem Cells. 2009 Jun 11. [Epub ahead of print]

Kern J, Bauer M, Rychli K, Wojta J, Ritsch A, Gastl G, Gunsilius E, Untergasser G.

Alternative splicing of vasohibin-1 generates an inhibitor of endothelial cell proliferation, migration, and capillary tube formation.

Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2008 Mar; 28(3):478-84. Epub 2008 Jan 10. 

Untergasser G, Steurer M, Zimmermann M, Hermann M, Kern J, Amberger A, Gastl G, Gunsilius E.

The Dickkopf-homolog 3 is expressed in tumor endothelial cells and supports capillary formation.

Int J Cancer. 2008 Apr 1; 122(7):1539-47.

Gunsilius E, Duba HC, Petzer AL, Kähler CM, Grünewald K, Stockhammer G, Gabl C, Dirnhofer S, Clausen J, Gastl G.

Evidence from a leukaemia model for maintenance of vascular endothelium by bone-marrow-derived endothelial cells.

Lancet. 2000 May 13; 355(9216):1688-91.