EP1404874A2 - Screening method - Google Patents

Screening method

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Publication number
EP1404874A2
EP1404874A2 EP20020745418 EP02745418A EP1404874A2 EP 1404874 A2 EP1404874 A2 EP 1404874A2 EP 20020745418 EP20020745418 EP 20020745418 EP 02745418 A EP02745418 A EP 02745418A EP 1404874 A2 EP1404874 A2 EP 1404874A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ceacam
expression
cells
compound
compounds
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20020745418
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Michael Neumaier
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Ivonex gesellschaft fur Biomedizinische Forschung
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP1404874A2 publication Critical patent/EP1404874A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/574Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for cancer
    • G01N33/57407Specifically defined cancers
    • G01N33/57446Specifically defined cancers of stomach or intestine
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00Antineoplastic agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6897Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids involving reporter genes operably linked to promoters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2500/00Screening for compounds of potential therapeutic value

Definitions

  • the invention describes a method for identifying therapeutically useful compound (s). These compounds have properties to prevent the earliest morphological tissue changes that can lead to cancer, or to drive them into programmed cell death (apoptosis). In this way, the tissue situation is normalized.
  • Carcinomas develop in successive steps from normal tissue via intermediate forms (nor al-to-tumor transition or multi-step carcinogenesis). For this, genetic changes (mutations) that are associated with this change are described.
  • the multi-step carcinogenesis was formulated by the group around Bert Vogelstein (e.g. Fearon E.R. and Vogelstein B., Cell, 1990, 61 p.759ff) and has since been widely confirmed in the literature (Fig. 1). It says that
  • gatekeepers whose mutation / loss represent a point-of-no-return from which progression to carcinoma results.
  • An example of a gatekeeper is the gene for adenomatous polyposis coli (APC), the Mutation / loss leads to the development of polypous colon cancer;
  • the gene mutations must occur in a specific order in order to lead to a tumor. For example, isolated, i.e. Without a prior "gatekeeper defect", k-ras mutations arise and the affected cells undergo apoptosis (programmed cell death). Conversely, k-ras mutations become permissive after a previous gatekeeper defect and constantly contribute to the tumor phenotype. The time of occurrence and persistence are also important for the importance of a change in the context of tumor development.
  • hyperplasia is characterized by a pure increase in morphologically normal differentiated cells. According to the prior art, the development of hyperplastic polyps does not lead to carcinogenesis.
  • Dysplasia is characterized by the appearance of qualitatively changed cells, ie cells that have been differentiated in different ways. Dysplasia is based on an uncontrolled unregulated cell formation (neoplasia), from which an adenomatous polyp results, depending on the degree of differentiation, as an optional or obligatory precancerosis.
  • neoplasia In contrast to hyperplasia, neoplasia is associated with a gatekeeper defect, as explained above. It has not yet been clarified whether there is a systematic pathobiochemical connection between hyperplastic and dysplastic (adenomatous) polyps, since no change was known to date, which can be demonstrated in all forms of morphologically modified tissue.
  • the gatekeeper APC APC
  • ß-Catenin is associated with membrane-bound adhesion molecules and migrates between the cell membrane and the cell nucleus, where it is responsible for the activity of various genes via the activation of transcription factors.
  • APC controls the breakdown of ß-catenin. Defective APC proteins lead to increased intracellular ß-catenin concentration both in the cytoplasm and in the nucleus. This can be demonstrated using standard immunological and molecular biological methods. ß-catenin is therefore a surrogate marker for the APC function (Fearnhead et al., Hum Mol Gen 2001, Vol.10, No.7, p. 721ff).
  • APC mutations are observed in dysplasias, but not in hyperplastic changes (pure cell increase without qualitative changes). For this reason too, hyperplastic polyps or hyperplastic "aberrant crypt foci" (ACF, micro-growths) are considered harmless.
  • the CEACAM family consists of 29 genes on chromosome 19q.
  • the glycoproteins are expressed in a variety of tissues.
  • CEACAM-1 CEACAM-5
  • CEACAM-6 CEACAM-7
  • the CEACAM molecules are adhesion molecules that bind to each other and form a highly organized network in the Glykocalix.
  • the CEACAM-1 maintains contact with the inside of the cytoplasmic domain Cell membrane and participates in signal transduction phenomena. Their physiological importance has not been proven in the colon.
  • CEACAM-1 and CEACAM-7 expression are greatly reduced or is completely lost, while CEA and CEACAM-6 are partially strongly overexpressed (dysregulation of CEACAM expression is also observed in carcinomas of the esophagus, stomach, mammary gland and lungs) , The changes in expression are not limited to carcinomas.
  • the loss of CEACAM-1 is found in colorectal adenomas and thus early forms of dysplasia / neoplasia at the same frequency (> 90% of cases) (Nollau P. et al., (1997), Cancer Res. 57, 2354- 57).
  • CEACAM expression The cause of the changes in CEACAM expression is unknown. No mutations in the coding or non-coding regions of the DNA sequence have been reported so far. Specific transcription factors that regulate the tissue-specific expression of CEACAM-1 are not yet known. Epigenetic phenomena (methylation of regulatory sequences) were also not found.
  • CEACAM-1 shows the multitude of hypotheses given in the literature. These have been proven by in-vitro experiments or derived from clinical observations:
  • CEACAM-1 has an adhesive function. Cells transfected with the CEACAM-1 gene show greater adherence to one another than non-transfected starting cells (Teixeira, AM, et al. (1994), Blood 84, 21.1-219.) The adherence is in one for Cadherine described ways Temperature and calcium dependent (Rojas et al., 1990, Cell Growth Differ 1, 527-533).
  • CEACAM-1 also has a receptor function.
  • the murine homolog bgp serves as a receptor for the mouse hepatitis virus (MHV) (Blau et al., 2001; J Virol 75, 8173-8186).
  • Human CEACAM-1 expressed on human granulocytes serves as a receptor for the OPA proteins of microbial pathogens such as Sal onella (Chen et al., 1997, J Exp Med 185, 1557-1564).
  • Adenomas which can be regarded as precursors of colorectal cancer, already show a loss of CEACAM-1 expression that is identical in terms of degree and frequency as malignant tumors (Nollau et al., 1997, Cancer Res 57, 2354-2357). This shows that CEACAM-1 loss is an early event in carcinogenesis. Animal models show that tumor genetics in the tumor transplant model decrease if the cells have been previously transfected with CEACAM-1 (Fournes et al., 2001; Oncogene 20, 219-230).
  • CEACAM-1 is also involved in the morphogenesis of epithelia.
  • the cytoplasmic domain of CEACAM-1 is involved in signal transmission (Afar et al., 1992, Biochem Biophys Acta 1134, 46-52.). Tyrosine residues as well as serine and threonine have been identified as phosphorylation substrates.
  • the motifs of the domain which control the phosphorylation have been identified as activating and inactivating sequence motifs for kinases and phosphorylases (ITAM or ITIM motifs) (Beauchemin et al., 1997, Oncogene 14, 783-790).
  • CEACAM-1 functions so far use established tumor cell lines or transfectomes as model systems. To date, nothing is known in the prior art about the expression behavior of CEACAM-1 and the functional role of CEACAM-1 in tumor stages before gatekeeping mutations and in hyperplastic lesions (hyperplastic ACF and polyps). Furthermore, a connection between the hyperplastic lesions and dysplasia is not described. There are no known changes in genes or gene products or changes in the expression patterns of these genes and gene products in hyperplasia, which also continues in the dysplastic tissue.
  • the inventor has now succeeded in proving that the expression of CEACAM-1, as a member of the CEACAM family, is downregulated in hyperplastic lesions at the frequency known from dysplasia (adenoma and carcinoma). get lost .
  • This is the first time that a direct pathobiochemical connection between hyperplasia and dysplasia has been demonstrated. This allows the conclusion that both individual stages of the same tissue development represent.
  • the invention is based on the observation that the loss of CEACAM-1 expression in hyperplasia is associated with a loss of apoptosis of the affected tissue.
  • the causality between CEACAM-1 and apoptosis loss is shown here, in that the apoptosis ability is shown as a function of the level of expression and possible degree of cross-linking of the cell surface-bound CEACAM-1.
  • the object of the present invention is now to provide a method for identifying therapeutically useful compounds which regulate the expression of CEACAM molecules. These compounds can be used for the prevention of tumors; in particular, these compounds can prevent gastrointestinal tumors or bring about regression of existing hyperplasias by increasing apoptosis.
  • Another object of this invention is to provide a test system for screening the compounds.
  • a further object of the present invention is the use of these identified compounds in pharmaceutical compositions for the prevention of tumor formation in individuals, in particular those with predispositions to tumor formation, for example those who have a gatekeeper defect on a chromosome.
  • the present invention relates to a method for identifying compound (s), comprising the steps:
  • connection (s) can also be identified by determining the apoptosis rate in the samples.
  • Compounds that can directly or indirectly regulate an alteration in the expression of gene (s) or gene product (s) or that contribute to an increase in the apoptosis rate of the cells can be used in a therapy concept that prevents the formation of early precursor lesions Can lead to carcinomas, prevented or treated such precursor lesions.
  • the expression of members of the CEACAM family is used as a parameter in order to identify substances which influence the expression of the antigens.
  • the determination of the apoptosis rate can be used to identify compounds that can treat precursor lesions.
  • the present invention provides a test system and kit that can be used to test compounds for their ability to regulate the dysregulation of expression in members of the CEACAM family, for example due to the level of expression of an unmodified cell.
  • the test system allows the investigation of substances that influence the signal cascade via a member of the CEACAM family, so that the apoptosis rate is increased.
  • compounds can also be identified that contribute to signal transmission, for example by crosslinking CEACAM molecules, which as a result leads to an increase in the apoptosis rate.
  • These substances can be used in pharmaceutical compositions which are used in the preventive treatment of tumors prior to carcinogenesis.
  • the present invention relates to a diagnostic method comprising the determination of the CEACAM expression in samples to be examined. This procedure allows the detection of precursor lesions at an early stage of tumor formation.
  • the invention is based on the new observations that certain molecules of the CEACAM family are important for the regulation of apoptosis (programmed cell death) in a hitherto unknown manner, but these molecules cannot fulfill their expression due to a disturbance in their expression that occurs in the earliest tissue changes.
  • Fig.l shows the development of hyperplastic and dysplastic (neoplastic) colorectal tumors according to the prior art positions (according to Kinzler KW and Vogelstein B. 1996, Cell, 87, 159-170; Jen J. et al. 1994, Cancer Res ., 54.5523-5526). While hyperplastic lesions do not lead to tumor progression due to the lack of gatekeeping mutations, gatekeeping mutations initiate this dysplastic adenoma-carcinoma sequence. 2 shows the development of hyperplastic and dysplastic (neoplastic) colorectal tumors in accordance with the findings on which the invention is based: in the colon crypt there is a reduction / loss of CEACAM-1 expression with the result of reduced apoptosis.
  • ACF aberrant crypt focus
  • HP hyperplastic polyp
  • Fig. 3 shows the expression of CEACAMl
  • Fig.4 shows that controlled by ribozyme
  • CEA apoptosis resistance.
  • Cells that show increased CEA expression are less sensitive to apoptosis stimuli such as interferon ga ma.
  • the effect of CEA on the programmed cell death is therefore opposite to that of CEACAM1.
  • Fig. 5 shows the importance of the height of the CEACAM-1-
  • CEACAM-1 crosslinking on the cell surface for the triggerability of apoptosis in the colon cell line HT29.
  • ga ma interferon gIFN
  • HT29 cells can be stimulated to produce different levels of CEACAM-1.
  • gIFN ga ma interferon
  • apoptosis can be triggered specifically. Irrelevant antibodies have no effect.
  • FIG. 6 shows the stimulability of CEACAM-1 expression in HT29 cells after treatment with tumor necrosis factor alpha (TNF- ⁇ ) in a Western blot.
  • HT29 colon carcinoma cells were incubated with TNF- ⁇ (10ng / ml) for 6 hours. The cells were microscopically checked for vitality, the total protein isolated and this separated electrophoretically. Lane 1 shows the treated cells, lane 2 the untreated control. 8 ⁇ g protein were separated per lane. The detection was carried out with a CEA antibody and a peroxidase-labeled anti-mouse secondary antibody according to the standard protocol. To check the protein loading, the blot was additionally stained for ⁇ -actin.
  • CEACAM molecules or "CEACAM family” as used herein includes all molecules that are considered to be members of the CEACAM family, such as CEACAM-1, CEACAM-6, CEACAM-7 and CEA.
  • identify here means that a connection can be named which has the designated properties. This includes the screening of compounds and the subsequent evaluation of the results obtained from the screening in order to then clearly name the compound.
  • screening here means that a large number of compounds are examined in one process. This investigation then provides information regarding certain properties of the compounds.
  • alteration means that the level of the molecule in or on a cell has changed compared to the normal situation.
  • This alteration or dysregulation can lie both at the level of the genes and at the level of the gene products.
  • the method according to the invention is a method for identifying connections, comprising the steps
  • the invention further relates to a method for identifying connections, comprising the steps incubate a sample that contains a gene (s) or a
  • CEACAM family gene product can express with one or more compounds; incubate a second sample that contains a gene (s) or
  • the expression of the members CEACAM-1, CEA, CEACAM-6 and CEACAM-7 is determined using the method according to the invention.
  • the level of expression is related to the increase in the apoptosis rate of the cells.
  • the method according to the invention allows the determination of compounds which show the ability to influence the signal cascade via CEACAM-1, CEA, CEACAM-6 and CEACAM-7 and thus to increase the apoptosis rate in the cells. Ie, with the inventive method, compounds are identified which of these result in expression of a member of the CEACAM family through networking 'an increase in the rate of apoptosis.
  • the determination of the compounds to be examined as compounds for regulating the alteration of the expression of members of the CEACAM family, like for the compounds which cause crosslinking of the members, can be carried out indirectly by determining the susceptibility to apoptosis, i.e. the apoptosis rate.
  • the determination of the apoptosis rate thus provides information about the effectiveness of the compound to influence the expression of the members of the CEACAM family and also about the effectiveness of the compounds to influence the signal transduction by networking a member of the CEACAM family.
  • the determination of the apoptosis susceptibility can be done by generally known methods, such as staining with Annexin V or Propidiu iodide.
  • commercially available methods are suitable with which the nucleosomes released in the course of apoptosis can be measured with a sandwich ELISA.
  • Another method immunochemically measures the caspase-induced proteolysis of cytokeratins and the resulting neoepitopes of this filament protein (mab M30, Röche Molecular Systems).
  • a useful use of the identified compounds, when present, results in an increased apoptosis readiness (the apoptosis resistance is decreased) compared to the sample incubated in the absence of the compound.
  • the CEACAM expression can be detected immunohistochemically in situ on tissue sections or in cell cultures by using specific antibodies. These can be both monoclonal and polyclonal. Antibodies against CEA (clone T84.66, C1P83), CEACAM-1 (clone 4D1C2 and clone 29H2), CEACAM-6 (clone Bu33) and CEACAM-7 (clone Bac-2) are mentioned here as exemplary monoclonal antibodies.
  • the expression can also be detected immunochemically quantitatively in tissue homogenates and cell culture lysates after electrophoretic separation and Western blot, it being possible to use the above-mentioned antibodies.
  • densitometric evaluations of Western blots can be carried out, which also enables the relative expression of the individual antigens to be compared with one another.
  • the expression can be quantitatively detected immunochemically in tissue homogenates and cell culture lysates.
  • Specific antibodies against the corresponding gene products of the members of the CEACAM family are used. Standard enzyme immunoassays such as ELISA, RIA, etc. are suitable methods.
  • Expression can also be examined in situ at the mRNA level.
  • the person skilled in the art can easily obtain corresponding gene probes from the published sequences of the members of the CEACAM family. The in-situ hybridization takes place according to standard procedures.
  • Expression can also be determined semiquantitatively or quantitatively by densitometry by analyzing Northern blots.
  • Northern blots are standard procedures and can be carried out with appropriate gene probes obtained from the corresponding sequences of the CEACAM members. The person skilled in the art can easily obtain and use the gene probes that can be used.
  • Amplification methods can be determined using CEACAM-specific primer oligonucleotides.
  • the primers can easily be derived from the known sequences and can be examined for their specificity.
  • quantitative methods are available which deliver quantitative results of gene expression (e.g. real-time RT PCR with LightCycler (R ⁇ CHE Molecular Systems) or TaqMan ® (Applied Biosystems)
  • the detection method for determining the expression of gene (s) or gene product (s) according to the invention is not limited to the abovementioned. Other methods can also be used which allow a comparison of the expression of the members of the CEACAM family in samples in the presence and absence of the compound (s) to be investigated.
  • Array systems are particularly suitable for this purpose, which allow the simultaneous assessment of various factors influencing the CEACAM system. Suitable arrays basically contain those genes which are involved in the regulation and function of the CEACAM system.
  • the arrays can be designed both for measuring mRNA expression (transcription array) and for measuring gene products (protein array).
  • the sample in which the expression of the gene (s) or. Gene product (s) determined in the presence and absence of the compounds to be investigated according to the invention can be exemplary:
  • Cells e.g. B. Primary cells or genetically modified cells. These genetically modified cells can be cells that contain a gene (s) or. Can express gene product (s) of a member (s) of the CEACAM family by transfecting them with appropriate vectors.
  • a cell culture line e.g. B. HT29, A818 etc. These cell lines, which are commercially available from the corresponding centers, can be used in an appropriate amount, for. B. be sown in microtiter plates and are then incubated for a predetermined time with and without the compound to be examined.
  • cell homogenates or extracts from CEACAM-1 expressing tissues can be used by examining with the aid of quantitative assays (as stated above) for factors which regulate CEACAM-1 expression.
  • Proteins such as cytokines, antibodies and lectins,
  • the material is the
  • Polymers are not particularly limited. Essential functional properties of the polymers can be the repetitive arrangement of binding domains (e.g. CEACAM-1)
  • the compounds can exist as such or as a salt.
  • Compounds which are identified and selected by the method according to the invention are distinguished by the fact that they can selectively upregulate the expression of CEACAM-1 and / or CEACAM-7 compared to CEACAM-6 and CEA. On the other hand, they can e.g. downregulate CEACAM-6 and CEA expression. The regulation causes an increase in the apoptosis tendency of the sample (the apoptosis resistance is reduced).
  • connections identified with the method according to the invention can alternatively influence the signal transmission by a member of the CEACAM family, e.g. CEACAM-1 so that the apoptosis rate of the cells is increased.
  • These compounds according to the invention include compounds such as Factors that have an influence on the regulation of the CEACAM molecules. Ie it can be connections that regulate factors like
  • CEACAM-DNA such as CEACAM-1 and CEACAM-7
  • CEA and CEACAM-6 to a reduced transcription
  • CEACAM-1 e.g. the expression of CEACAM-1 is already lost or at least greatly reduced in most of the precursors of hyperplastic tumors of the colon.
  • the percentage of loss is comparable to that found in dysplastic tumor forms known as cancer precursors and in carcinomas. It can be concluded from this that hyperplastic (inherently harmless) tumors can develop into dysplastic cancer precursors in the sense of continuous development.
  • CEACAM-1 transmits a specific signal to trigger apoptosis on the cell surface.
  • this signal can be demonstrated in the in vitro model in apoptosis-sensitive reporter cells as well as in human colon cells of the HT29 line.
  • a loss of CEACAM-1 correlates in the examined hyperplastic tissue lesions with a decreased apoptosis. Reduced apoptosis is considered to be the main cause of the formation of hyperplastic colon crypts (Roncucci L. et al. 2000, Cell Prolif., 33, 1-18).
  • the biological function of CEACAM-1 described here as a regulation of the tendency to apoptosis is so far unknown.
  • the loss described here as an example for CEACAM1 the earliest molecular change that results in a pathobiochemical change in the phenotype of the colon crypts.
  • CEACAM-7 The results shown above are also applicable to CEACAM-7. As already explained above, the situation is different with CEA and CEACAM6. There the expression of the molecule is up-regulated in the changed state of the cell and the apoptosis rate is thereby reduced.
  • Compounds identified according to the invention are selective for a CEACAM-1 and / or a CEACAM-7 increase and do not lead to an increase in the expression of CEA and / or CEACAM-6. The compound even advantageously leads to a reduction in the expression of CEA and CEACAM-6.
  • compounds identified according to the invention can also selectively lead to a CEA and / or a CEACAM-6 reduction and do not lead to a reduction in the expression of CEACAM-1 and / or CEACAM-7.
  • hyperplasia there is a reduction in the risk of critical mutations, a use in the prevention of cancer.
  • Candidate compounds can be tested in vivo in animal models. Test methods are known in rodents which test the carcinogenicity of e.g. Check dietary substances by examining the resulting ACF frequency in the gastrointestinal tract (Sorensen I.K., 1997, Carcinogenesis 18, 777-781).
  • a clinical examination is also conceivable in patients who have a predisposition to cancer in the sense of an obligatory precancerosis, such as is given by the hereditary defect of an APC allele.
  • the effect of compounds that can be used for prevention can be e.g. during diagnostic interventions e.g. check against the development of numbers of colon tumors in the course.
  • the gene expression of members of the CEACAM family, in particular of CEACAM-1 can also be examined using the described methods after taking a biopsy.
  • the test system according to the invention can be an automated test system which carries out the above-mentioned steps for examining influencing factors on the CEACAM system carries out.
  • it can be a test system that is suitable for high-throughput analysis.
  • the kit according to the invention can contain the necessary components for carrying out the method according to the invention and includes the sample and all necessary reagents for incubation.
  • the identified compounds can be used in pharmaceutical compositions in customary amounts and dosages.
  • the pharmaceutical compositions can be in the formulations customary for the route of administration with the selected compound as an active agent.
  • the predisposed groups are individuals who develop FAP (familial adenomatous polyposis) and HNPPC (hereditary nonpolyposis colorectal cancer) or risk groups for somatic mutations of gatekeepers genes.
  • the diagnostic test method according to the invention can serve for the early diagnosis of precursor lesions.
  • the method comprises determining the expression of a member of the CEACAM family of a sample which comprises cells of the tissue to be examined and comparing the expression with a normal tissue.
  • this diagnostic method can be a method in which the expression of CEACAM-1 or CEACAM-7 in a sample is determined.
  • the sample is usually a biopsy of the tissue to be examined.
  • a diagnostic kit comprising components for determining the CEACAM expression in a sample.
  • these components can be primary antibodies to a member of the CEACAM family (either monoclonal or polyclonal in origin) that are either directly labeled or unlabeled.
  • the kit can contain a secondary antibody directed against the primary antibody, which is marked with a marker.
  • the proof can be directly or indirectly with known e.g. immunohistological and immunofluorescence methods are carried out.
  • the antibodies against a member of the CEACAM family contained in the kit according to the invention can be directly labeled with generally known molecules, including enzymes such as alkaline phosphatase and peroxidase, and
  • Fluorescent dyes such as FITC, TRITC, rhodamine, Texas Red, ALEXA® dyes, Cy® dyes.
  • the labeling can also be carried out indirectly by using secondary antibodies or the antibodies against CEACAM which are labeled with molecules such as biotin, digoxigenin or the like and then detected using a secondary reagent.
  • the kit can contain enzyme substrates for a peroxidase or alkaline phosphatase, which allow the enzymatic detection of the bound secondary molecule.
  • CEACAM-1 expression in colon adenomas Fresh samples of patient adenomas were examined for the expression of various CEACAM genes (Nollau P. et al., (1997), Cancer Res. 57, 2354-2357). For this purpose, the total RNA was isolated from the samples by a conventional method and subjected to analysis by means of a Northern blot (Neumaier M. et al., PNAS, (1993), 90 (22), 10744-10748).
  • the Northern blots were evaluated with the aid of quantitative densitometry and image analysis and the changes in the expression of CEACAMs compared to the corresponding normal tissue of the same patient were determined (matched-pair analysis). The results for the adenomas are shown in Table 1 below.
  • CEACAMl Monoclonal CEACAMl-specific antibodies clone 29H2 (Novocastra, Newcastle, UK, diluted 1/50) or clone 4D1.C2 (Prof. C. Wagener, Dept. of Clinical Chemistry, University Clinic Hamburg, Germany, 4 ⁇ g / ml).
  • IMMUNHISTOCHEMICAL DETECTION OF CEA Monoclonal antibody T84.66 (Prof. JE Shively, City of Hope National Cancer Center, Duarte, CA, USA) against CEA high specificity; in particular no cross-reaction with CEACAMl or CEACAM6 (5 ⁇ g / ml).
  • IMMUNHISTOCHEMICAL DETECTION OF APOPTOSIS Monoclonal antibody M30 (R ⁇ CHE, Molecular Systems, Mannheim, Germany) against a neoepitope of human cytokeratin-18 caused by apoptosis-induced caspases.
  • IMMUNHISTOCHEMICAL DETECTION OF APOPTOSIS Monoclonal antibody CH11 (Coulter Immunotech, Heidelberg, Germany) against human CD95 (l ⁇ g / ml).
  • the primary antibodies were incubated overnight at 4 ° C. in moist chambers on the sections.
  • Specific peroxidase-based staining was carried out with the VECTOR Elite KIT (Vector Laboratories, Burlington, CA, USA) using diaminobenzidines according to the manufacturer's instructions. All washing steps were carried out with PBS (pH 7.4) strictly according to the manufacturer's instructions.
  • the immunohistochemistry was evaluated visually semi-quantitative.
  • CEACAM1 and ⁇ -catenin are shown in FIG. 3.
  • CEACAM1 represents a significantly earlier event in tumor development than the defect which, according to the state of the art, is generally regarded as the first event for colon cancer of the APC gene (accumulation of ⁇ -catenin expression). Furthermore, the loss of CEACAM1 expression persists throughout the development of multi-step carcinogenesis. The change in CEACAM1 expression already occurs in hyperplasia and is similar to that in advanced neoplasia. On the other hand, the accumulation of ß-catenin as a surrogate marker for changes in the APC is only detectable in neoplasia; hyperplastic changes are not recognized.
  • CEA CEACAM-5
  • HT29 colon cancer cells available from ATCC, Rockville, USA were transfected with CEA-targeted hammerhead ribozyme expression vector.
  • the vector was produced analogously to Schulte et al. , PNAS 1996, 93, pp. 14759ff and Juhl, H., et al, 1997, JBC 272, pp. 29482ff.
  • oligonucleotides were used as ribozyme sense and antisense nucleotides.
  • the plasmid pTET / Rz2113 obtained now contains CEA-specific flanking regions at the 5 "end (7 nucleotides long) and at the 3 "end (8 nucleotides long). These include the catalytic core sequence of the hammerhead structure and target it at the B3 domain of CEA.
  • the cells were transfected using the LipofectAmine system (Life Technologies) with the vector pUHG15-1 (Gossen and Bujard, PNAS, 1992, 89, p. 5547ff) in order to obtain the cell clone HT29 / tTA-5.
  • This clone showed the best transactivated tetracycline activity.
  • This clone was then co-transfected with the plasmid pTET / Rz2113 (10 ⁇ g) prepared above and mixed with 1 ⁇ g pZeo (Invitrogen, San Diego, USA). Zeocin-resistant clones with the ribozyme could thus be obtained.
  • the clones were selected in culture with 0.4 mg / ml zeocin and 1 ⁇ g / l tetracycline and examined for regulated CEA expression using FACS analysis (FACStar plus, Becton-Dickinson).
  • the HT29 cells were also cultured in IMEM medium (Life Technologies Inc., Gaithersburg, USA) mixed with 10% heat-inactivated fetal bovine serum and glutamine at 37 ° C and 5% CO 2.
  • a clone HT29 / Rz4 was obtained in which the CEA expression is regulated depending on the tetracycline. This regulation was about 50% here and is generally at least 30%, preferably at least 50%.
  • Ixl0E6 cells were harvested, washed twice with 300 ⁇ l cold PBS, pH 7.4 and then stained in 100 ⁇ l propidium iodide / Annexin V-FITC double staining solution (TACSTM Annexin V-FITC protocol, Trevigen, Gaithersburg, USA) according to the manufacturer's protocol. They were incubated for 15 min at room temperature in the dark. 400 ul 1-fold concentrated binding buffer was then added to the cell suspension and the cells were analyzed with the flow cytometer within one hour.
  • TACSTM Annexin V-FITC protocol TACSTM Annexin V-FITC protocol, Trevigen, Gaithersburg, USA
  • Fig.4 The results of the analysis are shown in Fig.4. It can clearly be seen that the HT29 cells with an increased CEA expression (without the addition of tetracycline for ribozyme activation) show a lower apoptosis rate when apoptosis is induced by the addition of gamma-interferon. In contrast, the cells with reduced CEA expression (after induction of the CEA-specific ribozyme by administration of tetracycline) have a significantly higher sensitivity to apoptosis. This result showed that CEA (CEACAM5) decreases the ability to apoptosis, depending on the concentration and indirectly.
  • CEA CEACAM5
  • CEACAM-1 and CEA have an antagonistic effect in HT29 (see below).
  • the Jurkat cell line is a standard reporter cell line for apoptosis assays.
  • Jurkat cells are themselves CEACA negative.
  • BGP-Jurkat cells express CEACAM-1 on their surface, as can be demonstrated by FACS analyzes with CEACAM-1-binding antibodies.
  • Total protein extracts from BGP-Jurkat cells have a regular CEACAM-1 band in the Western blot with a relative molecular weight of around 160 kDa.
  • BGP-Jurkat cells were in logarithmic growth phase under constant cell culture conditions held and incubated for either 4 or 16 hours with different antibodies. The following were used:
  • the primary antibodies were added to the medium for 24 hours each. After changing the medium, polyclonal goat anti-mouse immunoglobulin (15 ⁇ g / ml) was added to the cell cultures as a secondary antibody for cross-linking. No secondary antibody was added to the approach with anti-CD95 antibody CH11 (IgM). After a total experiment time of 80-96 hours, the cells were stained with trypan blue and propidium iodide according to standard protocols and the number of dead or apoptotic cells was counted microscopically as a blinded evaluation. All approaches were carried out in triplicate determinations and the experiments were repeated three times independently. The results of the individual tests were statistically evaluated according to the Wilcoxon rank test.
  • Human apoptosis reporter cells of the Jurkat type which had previously been transfected stably with the cDNA encoding the transmembrane CEACAM-1, show a significantly increased apoptosis if the CEACA-1 molecules on the surface are specifically affected by the murine monoclonal anti-CEACAM-1 Antibodies are bound to 4D1C2 and crosslinked by an anti-murine secondary antibody. The secondary antibody and an irrelevant monoclonal antibody (mab 7D11) do not trigger apoptosis itself. The antibodies have no effect in untransfected Jurkat cells.
  • the anti-CD95 antibody mab CH11 in the CEACAM-1-expressing and non-expressing cells shows that Jurkat cells are apoptosis-sensitive. This result shows that CEACAM1 can send an apoptosis signal. Since no other members of the CEACAM family are expressed in addition to CEACAM-1, the result is specifically attributable to CEACAM-1 and can be triggered by binding and cross-linking using CEABAM-1 antibody mab 4D1C2 or secondary antibodies.
  • HT29 cells were treated with 500 U / ml interferon gamma for 6 hours.
  • no interferon stimulation was used.
  • the cells are treated with primary antibodies as in Example 4. These are: mab 4D1C2 (anti-CEACAM-1; 4 ⁇ g / ml) or irrelevant mab 7D11 (anti-ß-catenin l ⁇ g / ml).
  • primary antibodies as in Example 4.
  • mab 4D1C2 anti-CEACAM-1; 4 ⁇ g / ml
  • mab 7D11 anti-ß-catenin l ⁇ g / ml
  • apoptosis was determined using a standard propidium iodide stain or by the apoptosis ELISA from R ⁇ CHE Molecular Systems, strictly according to the manufacturer's protocol. All experiments were performed in triplicate and repeated triplicately independently. The significance of the data was evaluated in the Wilcoxon rank test.
  • the result confirms the importance of CEACAM-1 for apoptosis and the data from the Jurkat reporter cell system.
  • the experiment shows that the sensitivity to apoptosis trigger depends on the one hand on the level of CEACAM1 expression.
  • this requires their cross-linking and not an increase in the number of CEACAM-1 molecules on the cell surface alone, as apoptosis in ' stimulated HT29 (black column in "untreated control") shows.
  • Even unspecific immunoglobulin-mediated adsorption effects do not lead to an increase in apoptosis in stimulated HT29 (black columns in "irrelevant antibody” and "anti-mouse IgG").
  • apoptosis rates correspond to those in the unstimulated HT29 cells.
  • the basally low CEACAM-1 expression in HT29 no increase in apoptosis is observed despite crosslinking, while induction of apoptosis can be observed in the cells of higher expression.
  • cross-linking is also of further importance for the sensitivity of the HT29 cells to apoptosis.
  • the cross-linking (which is made possible in vitro by the antibody cross-linking) is ensured in vivo by the presence of the adhesion of the molecules of the other members of the CEA family in the Glykocalix.
  • HT29 colon carcinoma cells were incubated with TNF-alpha (10ng / ml) for 6 hours. The cells were examined microscopically for vitality, lysed, the total protein isolated and this separated electrophoretically. 8 ⁇ g protein were separated per lane. The detection was carried out with an anti-CEA antibody and an anti-mouse HRP coupled secondary antibody (Dianova, Hamburg, Germany). The use of a cross-reacting anti-CEA antibody was chosen to test the selectivity of the candidate substances for the expression of the individual antigens. The selectivity of the substance effects is important because CEACAM-1 and -7 or CEA and CEACAM-6 can have antagonistic effects on apoptosis.
  • the proportionality of the expression of individual CEACAMs can be quantified in the Western blot after densitometric evaluation (e.g. public domain NIH software IMAGE 1.6.1).
  • the antigens are identified in the blot by assignment to the relative molar mass.
  • the molecular sizes of the individual CEACAMs are described in the literature.
  • the blot was normalized with ⁇ -actin (Sigma-Aldrich, Tauf Wegn, Germany). This blot (FIG. 6) was then evaluated densitometrically using the NIH image software 1.6.1.
  • 5x10E5 cells were cultured in a T75 bottle for 2 days. 3 ⁇ g / ml 5-azacytidine (Sigma-Aldrich, Taufkirchen, Germany) was used for the experiment. A medium change with 5-azacytidine (3 ⁇ g / ml) took place on the 3rd day. A medium change without 5-azacytidine took place on the 4th day with subsequent cultivation overnight. A medium change with 5-azacytidine took place on day 5 with cultivation overnight. A medium change without 5-azacytidine took place on day 6 with cultivation overnight.
  • Protein isolation was performed on day 7. The proteins were examined in a Western blot. For this purpose, an antibody clone mAb C1N3 (Prof. Dr. Kalthoff, Molecular Oncology of the Surgical University Clinic, Kiel, Germany) was used in a concentration of 5 ⁇ g / ml. The detection was carried out using peroxidase-labeled anti-mouse immunoglobulin according to the standard protocol.
  • the antibody against human ⁇ -actin which was used to normalize the signals on the Western blot, was used in a dilution of 1: 10000 (v / v) and the signal was then developed according to the standard protocol.

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Abstract

The invention relates to a method which allows to identify therapeutically useful compounds via the detection of the expression of glycoprotein antigens of the CEACAM family. The therapeutically useful compounds have properties that prevent the development of hyperplastic modifications that have been identified as precursors of a neoplastic transformation and that may lead to the formation of a carcinoma, or that reestablish a normalization of the tissue. The invention specifically relates to a method for identifying a compound/compounds that are useful in tumor prevention or for treating tumor precursors. The selected compounds are capable, by controlling gene expression, of increasing the apoptosis sensitivity of cells of the colon mucosa, especially of the precursor cells (or of reducing an apoptosis resistance). The invention further relates to a diagnostic method and to the use of the cells identified according to the invention in pharmaceutical compounds for preventing tumor formation and for treating the precursors thereof.

Description

Screening-Verfahren Screening method
BESCHREIBUNGDESCRIPTION
Bereich der ErfindungField of the invention
Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Identifizieren von therapeutisch nützlichen Verbindung (en) . Diese Verbindung (en) weisen Eigenschaften auf, früheste morphologische Gewebeveränderungen, die in eine Krebsentstehung münden können, in ihrer Entstehung zu verhindern bzw. diese in den programmierten Zelltod (Apoptose) zu treiben. Hierdurch wird die Normalisierung der Gewebesituation erreicht .The invention describes a method for identifying therapeutically useful compound (s). These compounds have properties to prevent the earliest morphological tissue changes that can lead to cancer, or to drive them into programmed cell death (apoptosis). In this way, the tissue situation is normalized.
Stand der TechnikState of the art
Die Entstehung von Tumoren am Beispiel des KolonkarzinomsThe development of tumors using the example of colon carcinoma
Karzinome entstehen in sukzessiven Schritten aus Normalgewebe über Zwischenformen (Nor al-zu-Tumor-Transition oder Multi- step-Karzinogenese) . Hierzu sind genetische Veränderungen (Mutationen) , die mit dieser Veränderung in Verbindung gebracht werden, beschrieben. Die Multi-Step-Karzinogenese wurde von der Gruppe um Bert Vogelstein (z.B Fearon E.R. und Vogelstein B., Cell, 1990, 61 S.759ff) formuliert und hat seither in der Literatur vielfach Bestätigung gefunden (Fig.l) . Sie besagt, dassCarcinomas develop in successive steps from normal tissue via intermediate forms (nor al-to-tumor transition or multi-step carcinogenesis). For this, genetic changes (mutations) that are associated with this change are described. The multi-step carcinogenesis was formulated by the group around Bert Vogelstein (e.g. Fearon E.R. and Vogelstein B., Cell, 1990, 61 p.759ff) and has since been widely confirmed in the literature (Fig. 1). It says that
1. mehrere genetische Ereignisse notwendig sind, um die Transition vom Normal- zum Karzinomgewebe zu vollziehen;1. several genetic events are necessary to complete the transition from normal to carcinoma tissue;
2. kritische, "Gatekeeper" genannte Gene, existieren deren Mutation/Verlust einen Point-of-no-return darstellen, von dem aus sich eine Progression zum Karzinom ergibt. Ein Beispiel für einen Gatekeeper ist das Gen für die adenomatöse Polyposis Coli (APC) , dessen Mutation/Verlust in die Entwicklung des polypösen Kolonkarzinoms mündet;2. Critical genes, called "gatekeepers", whose mutation / loss represent a point-of-no-return from which progression to carcinoma results. An example of a gatekeeper is the gene for adenomatous polyposis coli (APC), the Mutation / loss leads to the development of polypous colon cancer;
3. die Genmutationen in bestimmter Reihenfolge auftreten müssen, um zu einem Tumor zu führen. So führen z.B. isolierte, d.h. ohne vorhergehenden "Gatekeeperdefekt" entstehende k-ras Mutationen die betroffenen Zellen in die Apoptose (programmierter Zelltod) . Umgekehrt werden k-ras-Mutationen nach vorangegangenem Gatekeeperdefekt permissiv und tragen konstant zum Tumorphänotyp bei. Für die Bedeutung einer Veränderung im Rahmen der Tumorentwicklung ist also auch der Zeitpunkt des Auftreten und die Persistenz bedeutsam.3. The gene mutations must occur in a specific order in order to lead to a tumor. For example, isolated, i.e. Without a prior "gatekeeper defect", k-ras mutations arise and the affected cells undergo apoptosis (programmed cell death). Conversely, k-ras mutations become permissive after a previous gatekeeper defect and constantly contribute to the tumor phenotype. The time of occurrence and persistence are also important for the importance of a change in the context of tumor development.
Für die Einordnung der vorliegenden Erfindung ist die Terminologie der unterschiedlichen Tumorstufen und - qualitäten im Rahmen der Karzinogenese bedeutsam. Grundsätzlich unterscheidet man die Hyperplasie von der Dysplasie. Die Hyperplasie ist durch eine reine Vermehrung morphologisch normal differenzierter Zellen charakterisiert. Nach dem Stand der Technik mündet die Entwicklung hyperplastischer Polypen nicht in die Karzinogenese. Die Dysplasie ist durch das Auftreten qualitativ veränderter d.h. in unterschiedlicher Weise entdifferenzierter Zellen charakterisiert. Der Dysplasie liegt eine dem Organ nicht gemäße ungeregelte Zellneubildung (Neoplasie) zugrunde, aus der ein adenomatöser Polyp, je nach Differenzierungsgrad als fakultative oder obligate Präkanzerose resultiert. Im Gegensatz zur Hyperplasie geht die Neoplasie mit dem Defekt eines Gatekeepers einher, wie oben dargelegt. Es ist bisher ungeklärt, ob eine systematische pathobiochemische Verbindung zwischen hyperplastischen und dysplastischen (adenomatösen) Polypen besteht, da bisher keine Veränderung bekannt war, welche sich in allen Formen morphologisch veränderten Gewebes gleichermaßen nachweisen läßt . Der Gatekeeper APCThe terminology of the different tumor levels and qualities in the context of carcinogenesis is important for the classification of the present invention. A basic distinction is made between hyperplasia and dysplasia. Hyperplasia is characterized by a pure increase in morphologically normal differentiated cells. According to the prior art, the development of hyperplastic polyps does not lead to carcinogenesis. Dysplasia is characterized by the appearance of qualitatively changed cells, ie cells that have been differentiated in different ways. Dysplasia is based on an uncontrolled unregulated cell formation (neoplasia), from which an adenomatous polyp results, depending on the degree of differentiation, as an optional or obligatory precancerosis. In contrast to hyperplasia, neoplasia is associated with a gatekeeper defect, as explained above. It has not yet been clarified whether there is a systematic pathobiochemical connection between hyperplastic and dysplastic (adenomatous) polyps, since no change was known to date, which can be demonstrated in all forms of morphologically modified tissue. The gatekeeper APC
Die Initiation der Karzinogenese der meisten kolorektalen Karzinome setzt den funktioneilen Verlust des multifunktionalen APC-Proteins voraus. Eine wichtige Funktion besteht in der Regulation der ß-Cateninkonzentration in der Zelle. ß-Catenin ist mit membranständigen Adhäsionsmolekülen assoziiert und wandert zwischen Zellmembran und Zellkern, wo es über die Aktivierung von Transkriptionsfaktoren für die Aktivität verschiedener Gene verantwortlich ist. APC steuert den Abbau von ß-Catenin. Defekte APC-Proteine führen sowohl im Zytoplasma als auch im Kern zu erhöhter intrazellulärer ß-Cateninkonzentration. Diese ist mit immunologischen und molekularbiologischen Standardmethoden nachweisbar. ß-Catenin ist daher ein Surrogatmarker für die APC-Funktion (Fearnhead et al . , Hum Mol Gen 2001, Vol.10, No.7, S. 721ff) .The initiation of carcinogenesis in most colorectal cancers presupposes the functional loss of the multifunctional APC protein. An important function is the regulation of the β-catenin concentration in the cell. ß-Catenin is associated with membrane-bound adhesion molecules and migrates between the cell membrane and the cell nucleus, where it is responsible for the activity of various genes via the activation of transcription factors. APC controls the breakdown of ß-catenin. Defective APC proteins lead to increased intracellular ß-catenin concentration both in the cytoplasm and in the nucleus. This can be demonstrated using standard immunological and molecular biological methods. ß-catenin is therefore a surrogate marker for the APC function (Fearnhead et al., Hum Mol Gen 2001, Vol.10, No.7, p. 721ff).
Es sind weit über 700 APC-Mutationen beschrieben. APC- Mutationen werden in Dysplasien, aber nicht in hyperplastischen Veränderungen (reine Zeil ermehrung ohne qualitative Veränderungen) beobachtet. Auch deshalb werden hyperplastische Polypen oder hyperplastische "aberrant crypt foci" (ACF, Mikrowucherungen) als harmlos angesehen.Well over 700 APC mutations have been described. APC mutations are observed in dysplasias, but not in hyperplastic changes (pure cell increase without qualitative changes). For this reason too, hyperplastic polyps or hyperplastic "aberrant crypt foci" (ACF, micro-growths) are considered harmless.
CEACAM-Fami1ieCEACAM Fami1ie
Die CEACAM-Familie besteht aus 29 Genen auf Chromosom 19q. Die Glykoproteine werden in einer Vielzahl von Geweben exprimiert. Im Dickdarm kommen im wesentlichen CEACAM-1, CEA (CEACAM-5) , CEACAM-6 und CEACAM-7 vor, befinden sich auf der Zelloberfläche, die dem Darmlumen zugewandt ist (apikal- luminale Lokalisation) und stellen dort einen großen Anteil der Glykocalix. Die CEACAM-Moleküle sind Adhäsionsmoleküle, die untereinander binden und in der Glykocalix ein hoch organisiertes Netzwerk bilden. Unter ihnen hält das CEACAM-1 über eine zytoplasmatische Domäne Kontakt zur Innenseite der Zellmembran und nimmt an Signaltransduktionsphänomenen teil. Deren physiologische Bedeutung ist im Kolon bisher nicht erwiesen.The CEACAM family consists of 29 genes on chromosome 19q. The glycoproteins are expressed in a variety of tissues. In the large intestine there are essentially CEACAM-1, CEA (CEACAM-5), CEACAM-6 and CEACAM-7, are on the cell surface facing the intestinal lumen (apical-luminal localization) and represent a large part of the glycocalix there , The CEACAM molecules are adhesion molecules that bind to each other and form a highly organized network in the Glykocalix. Among them, the CEACAM-1 maintains contact with the inside of the cytoplasmic domain Cell membrane and participates in signal transduction phenomena. Their physiological importance has not been proven in the colon.
In kolorektalen Karzinomen ist die Expression der CEACAMs stark verändert, d.h. sie ist dysreguliert oder alteriert. Die CEACAM-1- und CEACAM-7-Expression ist stark erniedrigt oder geht gänzlich verloren, während CEA und CEACAM-6 teilweise stark überexprimiert werden (eine Dysregulation der CEACAM-Expression wird auch in Karzinomen von Speiseröhre, Magen, Brustdrüse und Lunge beobachtet) . Die Veränderungen in der Expression sind nicht auf Karzinome beschränkt. So findet sich in gleicher Frequenz (>90% der Fälle) der Verlust von CEACAM-1 auch in kolorektalen Adenomen und damit frühen Formen der Dysplasie/Neoplasie (Nollau P. et al . , (1997), Cancer Res. 57, 2354-57) .In colorectal carcinomas, the expression of the CEACAMs is changed significantly, i.e. it is dysregulated or altered. CEACAM-1 and CEACAM-7 expression is greatly reduced or is completely lost, while CEA and CEACAM-6 are partially strongly overexpressed (dysregulation of CEACAM expression is also observed in carcinomas of the esophagus, stomach, mammary gland and lungs) , The changes in expression are not limited to carcinomas. Thus, the loss of CEACAM-1 is found in colorectal adenomas and thus early forms of dysplasia / neoplasia at the same frequency (> 90% of cases) (Nollau P. et al., (1997), Cancer Res. 57, 2354- 57).
Die Ursache für die Veränderungen der CEACAM-Expression ist nicht bekannt. Es wurden bisher keine Mutationen in den kodierenden oder nicht-kodierenden Bereichen der DNA-Sequenz berichtet. Spezifische Transkriptionsfaktoren, die die gewebespezifische Expression von CEACAM-1 regulieren, sind bisher nicht bekannt. Auch epigenetische Phänomene (Methylierung regulatorischer Sequenzen) wurden nicht gefunden.The cause of the changes in CEACAM expression is unknown. No mutations in the coding or non-coding regions of the DNA sequence have been reported so far. Specific transcription factors that regulate the tissue-specific expression of CEACAM-1 are not yet known. Epigenetic phenomena (methylation of regulatory sequences) were also not found.
Die physiologische Bedeutung der CEACAM-Moleküle ist nicht eindeutig geklärt. Am Beispiel des CEACAM-1 wird im folgenden die Vielzahl der in der Literatur angegebenen Hypothesen dargestellt. Die sind durch in-vitro Experimente belegt oder aus klinischen Beobachtungen abgeleitet worden:The physiological significance of the CEACAM molecules has not been clearly clarified. The example of the CEACAM-1 shows the multitude of hypotheses given in the literature. These have been proven by in-vitro experiments or derived from clinical observations:
CEACAM-1 besitzt eine Adhäsionsfunktion. Zellen, die mit dem CEACAM-1 Gen transfiziert sind, zeigen eine stärkere Adhärenz untereinander als nicht-transfizierte Ausgangszellen (Teixeira, A. M., et al . (1994), Blood 84, 21,1-219.) Die Adhärenz ist in einer für Cadherine beschriebenen Weise Temperatur- und Calcium-abhängig (Rojas et al . , 1990, Cell Growth Differ 1, 527-533) .CEACAM-1 has an adhesive function. Cells transfected with the CEACAM-1 gene show greater adherence to one another than non-transfected starting cells (Teixeira, AM, et al. (1994), Blood 84, 21.1-219.) The adherence is in one for Cadherine described ways Temperature and calcium dependent (Rojas et al., 1990, Cell Growth Differ 1, 527-533).
CEACAM-1 besitzt des weiteren eine Rezeptorfunktion. Das murine Homolog bgp dient als Rezeptor für das Maus-Hepatitis- Virus (MHV) (Blau et al . , 2001; J Virol 75, 8173-8186). Auf humanen Granulozyten exprimiertes humanes CEACAM-1 dient als Rezeptor für die OPA-Proteine von mikrobiellen Pathogenen wie Sal onella (Chen et al . , 1997, J Exp Med 185, 1557-1564) .CEACAM-1 also has a receptor function. The murine homolog bgp serves as a receptor for the mouse hepatitis virus (MHV) (Blau et al., 2001; J Virol 75, 8173-8186). Human CEACAM-1 expressed on human granulocytes serves as a receptor for the OPA proteins of microbial pathogens such as Sal onella (Chen et al., 1997, J Exp Med 185, 1557-1564).
In Geweben, die regulär CEACAM-1 exprimieren, findet sich ein Expressionsverlust auf RNA und Proteinebene in den entsprechenden Karzinomen, so z.B. im kolorektalen Karzinom (Neumaier et al . , 1993; Proc Natl Acad Sei 90, 10744-10748), Eine Ausnahme bildet das Magenkarzinom, bei dem im Tumor regelhaft eine gegenüber dem Normalgewebe erhöhte Expression gefunden wird (Kinugasa et al . , 1998, Cancer 76, 148-153).In tissues that regularly express CEACAM-1, there is a loss of expression at the RNA and protein levels in the corresponding carcinomas, e.g. in colorectal cancer (Neumaier et al., 1993; Proc Natl Acad Sei 90, 10744-10748), an exception is gastric cancer, in which an increased expression compared to normal tissue is regularly found in the tumor (Kinugasa et al., 1998, Cancer 76, 148-153).
Eine vergleichende Genexpressionsanalyse (SAGE) an Tumorzelllinien zeigt, dass CEACAM-1 zu den Genen gehört, die am häufigsten and am deutlichsten in ihrer Expression verloren gehen (Zhang et al . , 1997, Science 276, 1268-1272). Die molekularen Ursachen für den CEACAM-1 Verlust sind bisher nicht geklärt .A comparative gene expression analysis (SAGE) on tumor cell lines shows that CEACAM-1 is one of the genes that are most frequently and most clearly lost in their expression (Zhang et al., 1997, Science 276, 1268-1272). The molecular causes of the CEACAM-1 loss have not yet been clarified.
Adenome, die als Vorläufer des kolorektalen Karzinoms gelten können, weisen bereits einen nach Grad und Frequenz identischen Verlust der CEACAM-1 Expression wie bösartige Tumore auf (Nollau et al . , 1997, Cancer Res 57, 2354-2357). Dies zeigt, dass ein CEACAM-1-Verlust ein frühes Ereignis in der Karzinogenese darstellt. Tiermodelle zeigen, dass die Tumorgenität im Tumortransplantationsmodell sinkt, wenn die Zellen vorher mit CEACAM-1 transfiziert wurden (Fournes et al., 2001; Oncogene 20, 219-230).Adenomas, which can be regarded as precursors of colorectal cancer, already show a loss of CEACAM-1 expression that is identical in terms of degree and frequency as malignant tumors (Nollau et al., 1997, Cancer Res 57, 2354-2357). This shows that CEACAM-1 loss is an early event in carcinogenesis. Animal models show that tumor genetics in the tumor transplant model decrease if the cells have been previously transfected with CEACAM-1 (Fournes et al., 2001; Oncogene 20, 219-230).
Die Expression von CEACAM-1 innerhalb der Kolonkrypte beginnt noch in der unteren Hälfte der Krypte und nimmt lumenwärts stetig zu (Frangsmyr et al . , 1995 , Cancer Res 55 , 2963 -2967 ) . Im Bereich der prolif erierenden Kryptenzellen ist eine CEACAM- 1 Produktion nicht nachweisbar , weiterhin ist CEACAM- 1 in der Morphogenese von Epithelien involviert .Expression of CEACAM-1 within the colon crypts begins in the lower half of the crypts and increases towards the lumen steadily increasing (Frangsmyr et al., 1995, Cancer Res 55, 2963-2967). In the area of proliferating crypt cells, CEACAM-1 production is undetectable, and CEACAM-1 is also involved in the morphogenesis of epithelia.
Die zytoplasmatische Domäne von CEACAM- 1 ist in der Signalübermittlung involviert (Afar et al . , 1992 , Biochem Biophys Acta 1134 , 46-52 . ) . Tyrosinreste sowie Serin and Threonin sind als Phosphorylierungssubstrate identifiziert worden . Die Motive der Domäne, welche die Phosphorylierung steuern, sind als aktivierende sowie inaktivierende Sequenzmotive für Kinasen and Phosphorylasen ( ITAM- bzw . ITIM-Motive) identifiziert worden (Beauchemin et al . , 1997 , Oncogene 14 , 783 - 790 ) .The cytoplasmic domain of CEACAM-1 is involved in signal transmission (Afar et al., 1992, Biochem Biophys Acta 1134, 46-52.). Tyrosine residues as well as serine and threonine have been identified as phosphorylation substrates. The motifs of the domain which control the phosphorylation have been identified as activating and inactivating sequence motifs for kinases and phosphorylases (ITAM or ITIM motifs) (Beauchemin et al., 1997, Oncogene 14, 783-790).
Alle bisher zu CEACAM- 1 Funktionen existierenden Untersuchungen benutzen etablierte Tumorzelllinien oder Transfektome als Modellsysteme . Über das Expressionsverhalten von CEACAM- 1 und die funktioneile Rolle von CEACAM -1 in Tumorstadien vor Gatekeepermutationen sowie in hyperplastischen Läsionen (hyperplastischen ACF and Polypen) ist nach Stand der Technik bisher nichts bekannt . Weiterhin ist ein Verbindung zwischen den hyperplastischen Läsionen und der Dysplasie nicht beschrieben . Es sind keine Veränderungen von Genen oder Genprodukten oder Veränderungen der Expressionsmuster dieser Gene und Genprodukte bei der Hyperplasie bekannt , die auch ihre Fortsetzung im dysplastischen Gewebe findet .All examinations of CEACAM-1 functions so far use established tumor cell lines or transfectomes as model systems. To date, nothing is known in the prior art about the expression behavior of CEACAM-1 and the functional role of CEACAM-1 in tumor stages before gatekeeping mutations and in hyperplastic lesions (hyperplastic ACF and polyps). Furthermore, a connection between the hyperplastic lesions and dysplasia is not described. There are no known changes in genes or gene products or changes in the expression patterns of these genes and gene products in hyperplasia, which also continues in the dysplastic tissue.
Dem Erf inder gelang nun der Nachweis , dass die Expression von CEACAM- 1 , als ein Mitglied der CEACAM-Familie , in hyperplastischen Läsionen in der aus der Dysplasie (Adenom und Karzinom) bekannten Frequenz herunterreguliert ist bzw . verloren geht . Damit wird erstmals eine direkte pathobiochemische Verbindung zwischen Hyperplasie und Dysplasie nachgewiesen . Dieses erlaubt die Schlussfolgerung, dass beide Einzelstadien derselben Gewebeentwicklung darstellen. Zum anderen liegt der Erfindung die Beobachtung zugrunde, dass mit dem Verlust der CEACAM-1-Expression in der Hyperplasie ein Verlust an Apoptose des betroffenen Gewebes assoziiert ist. Die Kausalität zwischen CEACAM-1- und Apoptose-Verlust wird hierin gezeigt, indem die Apoptosefähigkeit als abhängig von der Expressionshöhe und eventuellen Quervernetzungsgrad des Zelloberflächen- gebundenen CEACAM-1 dargestellt wird.The inventor has now succeeded in proving that the expression of CEACAM-1, as a member of the CEACAM family, is downregulated in hyperplastic lesions at the frequency known from dysplasia (adenoma and carcinoma). get lost . This is the first time that a direct pathobiochemical connection between hyperplasia and dysplasia has been demonstrated. This allows the conclusion that both individual stages of the same tissue development represent. On the other hand, the invention is based on the observation that the loss of CEACAM-1 expression in hyperplasia is associated with a loss of apoptosis of the affected tissue. The causality between CEACAM-1 and apoptosis loss is shown here, in that the apoptosis ability is shown as a function of the level of expression and possible degree of cross-linking of the cell surface-bound CEACAM-1.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist nun die Bereitstellung eines Verfahrens zum Identifizieren von therapeutisch nützlichen Verbindungen, die die Expression von CEACAM-Molekülen regulieren. Diese Verbindungen können zur Prävention von Tumoren verwendet werden, insbesondere können diese Verbindungen Tumore des Gastrointestinums verhindern bzw. vorhandene Hyperplasien durch Erhöhung der Apoptose zur Regression bringen.The object of the present invention is now to provide a method for identifying therapeutically useful compounds which regulate the expression of CEACAM molecules. These compounds can be used for the prevention of tumors; in particular, these compounds can prevent gastrointestinal tumors or bring about regression of existing hyperplasias by increasing apoptosis.
Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist die Bereitstellung eines Testsystems zum Screenen der Verbindungen.Another object of this invention is to provide a test system for screening the compounds.
Weiterhin ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung die Verwendung dieser identifizierten Verbindungen in pharmazeutischen Zusammensetzungen zur Prävention der Tumorbildung bei Individuen, insbesondere solche mit Prädispositionen für eine Tumorbildung, dies sind z.B., Personen, die einen Gatekeeperdefekt auf einem Chromosom tragen.A further object of the present invention is the use of these identified compounds in pharmaceutical compositions for the prevention of tumor formation in individuals, in particular those with predispositions to tumor formation, for example those who have a gatekeeper defect on a chromosome.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Identifizieren von Verbindung (en) , umfassend die Schritte:The present invention relates to a method for identifying compound (s), comprising the steps:
inkubieren einer Probe, die ein Gen(e) bzw. ein Genprodukt (e) der CEACAM-Familie exprimieren können mit einer oder mehreren Verbindungen; inkubieren einer zweiten Probe, die ein Gen(e) bzw. ein Genprodukt (e) der CEACAM-Familie exprimieren können in Abwesenheit der Verbindung (en) ;incubating a sample which can express a gene (s) or a gene product (s) of the CEACAM family with one or more compounds; incubate a second sample that can express a gene (s) or a gene product (s) of the CEACAM family in the absence of the compound (s);
Vergleich der Expression der Gen(e) bzw. Genprodukt (e) der CEACAM-Familie in den Proben.Comparison of the expression of the gene (s) or gene product (s) of the CEACAM family in the samples.
Gegebenenfalls kann die Identifikation der Verbindung (en) auch über die Bestimmung der Apoptoserate in den Proben erfolgen.If necessary, the connection (s) can also be identified by determining the apoptosis rate in the samples.
Verbindungen, die eine Alteration der Expression von Gen(en) bzw. Genprodukt (en) direkt oder indirekt regulieren können oder die zu einer Erhöhung der Apoptoserate der Zellen beitragen, können bei einem Therapiekonzept verwendet werden, das die Bildung von frühen Vorläuferläsionen , die zu Karzinomen führen können, verhindert bzw. solche Vorläuferläsionen therapiert.Compounds that can directly or indirectly regulate an alteration in the expression of gene (s) or gene product (s) or that contribute to an increase in the apoptosis rate of the cells can be used in a therapy concept that prevents the formation of early precursor lesions Can lead to carcinomas, prevented or treated such precursor lesions.
Erfindungsgemäß wird die Expression von Mitgliedern der CEACAM-Familie als Parameter verwendet, um Substanzen zu identifizieren, welche die Expression der Antigene beeinflussen. In funktionellem Sinne kann die Bestimmung der Apoptoserate genutzt werden, um Verbindungen zu identifizieren, die Vorläuferläsionen therapieren können.According to the invention, the expression of members of the CEACAM family is used as a parameter in order to identify substances which influence the expression of the antigens. In a functional sense, the determination of the apoptosis rate can be used to identify compounds that can treat precursor lesions.
Außerdem stellt die vorliegende Erfindung ein Testsystem und Kit bereit , mit dem Verbindungen auf ihre Fähigkeiten hin untersucht werden können, die Dysregulation der Expression von Mitgliedern der CEACAM-Familie zu regulieren, z.B. auf das Expressionsniveau einer nicht veränderten Zelle zurückzuführen. Des weiteren erlaubt das Testsystem die Untersuchung von Substanzen, die die Signalkaskade über ein Mitglied der CEACAM-Familie beeinflusst, so dass die Apoptoserate erhöht wird. D.h., es können auch Verbindungen identifiziert werden, die z.B. durch vernetzen von CEACAM- Molekülen zu einer Signalübermittlung beitragen, die als Ergebnis zu einer Erhöhung der Apoptoserate führt . Diese Substanzen können in pharmazeutischen Zusammensetzungen eingesetzt werden, die Verwendung bei der präventiven Behandlung von Tumoren im Vorfeld der Karzinogenese finden.In addition, the present invention provides a test system and kit that can be used to test compounds for their ability to regulate the dysregulation of expression in members of the CEACAM family, for example due to the level of expression of an unmodified cell. Furthermore, the test system allows the investigation of substances that influence the signal cascade via a member of the CEACAM family, so that the apoptosis rate is increased. This means that compounds can also be identified that contribute to signal transmission, for example by crosslinking CEACAM molecules, which as a result leads to an increase in the apoptosis rate. These substances can be used in pharmaceutical compositions which are used in the preventive treatment of tumors prior to carcinogenesis.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein diagnostisches Verfahren umfassend die Bestimmung der CEACAM Expression in zu untersuchenden Proben. Dieses Verfahren erlaubt die Erkennung von Vorläuferläsionen in einem frühen Stadium der Tumorbildung.Furthermore, the present invention relates to a diagnostic method comprising the determination of the CEACAM expression in samples to be examined. This procedure allows the detection of precursor lesions at an early stage of tumor formation.
Der Erfindung liegen die neuen Beobachtungen zugrunde, dass bestimmte Moleküle der CEACAM-Familie in bisher unbekannter Weise für die Regulation der Apoptose (programmierter Zelltod) bedeutsam sind, diese Moleküle aber bereits durch eine in den frühesten Gewebeveränderungen vorliegenden Störung ihrer Expression nicht erfüllen können.The invention is based on the new observations that certain molecules of the CEACAM family are important for the regulation of apoptosis (programmed cell death) in a hitherto unknown manner, but these molecules cannot fulfill their expression due to a disturbance in their expression that occurs in the earliest tissue changes.
Es wurde nämlich überraschend gefunden, dass ein direkter Zusammenhang zwischen der Expression von Mitgliedern der CEACAM-Familie, wie CEACAM-1 und CEACAM-7, und der Apoptoseempfindlichkeit derKolonzellen besteht.Indeed, it has surprisingly been found that there is a direct correlation between the expression of members of the CEACAM family, such as CEACAM-1 and CEACAM-7, and the apoptosis sensitivity of the colon cells.
Abbildungenpictures
Fig.l: zeigt die Entwicklung hyperplastischer und dysplastischer (neoplastischer) kolorektaler Tumore gemäß den Vostellungen des Standes der Technik (nach Kinzler K.W. und Vogelstein B. 1996, Cell, 87, 159-170; Jen J. et al . 1994, Cancer Res . , 54. 5523-5526) . Während hyperplastische Läsionen aufgrund des Fehlens von Gatekeepermutationen nicht in die Tumorprogression führen, leiten Gatekeepermutationen diese dysplastische Adenom- Karzinom-Sequenz ein. Fig.2: zeigt die Entwicklung hyperplastischer und dysplastischer (neoplastischer) kolorektaler Tumoren entsprechend den der Erfindung zugrundeliegenden Erkenntnissen: In der Kolonkrypte kommt es zur Verminderung/Verlust der CEACAM-1- Expression mit der Folge einer verringerten Apoptose. Dies führt zur Hyperplasie der betroffenen Krypte(n) in Form eines sog. aberrant crypt focus (ACF) oder hyperplastischen Polypen (HP) . Mutationen innerhalb von ACF oder HP können unterschiedliche Gene treffen. Im Falle der Mutation nicht-permissiver Gene (z.B. k-ras) resultiert der Untergang des hyperplastischen Gewebes. Im Falle von Genmutationen, die für eine Tumorprogression kritisch sind (z.B. Gatekeeper wie APC) resultiert eine dsyplastische Veränderung im Sinne einer Neubildung, welche eine Präkanzerose darstellt.Fig.l: shows the development of hyperplastic and dysplastic (neoplastic) colorectal tumors according to the prior art positions (according to Kinzler KW and Vogelstein B. 1996, Cell, 87, 159-170; Jen J. et al. 1994, Cancer Res ., 54.5523-5526). While hyperplastic lesions do not lead to tumor progression due to the lack of gatekeeping mutations, gatekeeping mutations initiate this dysplastic adenoma-carcinoma sequence. 2 shows the development of hyperplastic and dysplastic (neoplastic) colorectal tumors in accordance with the findings on which the invention is based: in the colon crypt there is a reduction / loss of CEACAM-1 expression with the result of reduced apoptosis. This leads to hyperplasia of the affected crypt (s) in the form of a so-called aberrant crypt focus (ACF) or hyperplastic polyp (HP). Mutations within ACF or HP can affect different genes. In the case of the mutation of non-permissive genes (eg k-ras), the destruction of the hyperplastic tissue results. In the case of gene mutations that are critical for tumor progression (eg gatekeepers such as APC), a dsyplastic change results in the form of a new formation, which represents a precancerous condition.
Fig.3: zeigt die Expression von CEACAMl sowie dieFig. 3: shows the expression of CEACAMl and the
Akkumulation von ß-Catenin (als Surrogatmarker des APC-Defektes) in hyperplastischen (ACF, HP) und dysplastischen (Adenom = AD, Karzinom = CA) Läsionen. Der Verlust der CEACAMl-Expression ist in allen Gewebeveränderungen in hoher und gleichbleibender Häufigkeit nachweisbar, während sich APC-Defekte erst ab dem Stadium der Dysplasie (Neoplasie) finden. Das Ergebnis der übergreifenden gemeinsamen CEACAMl-Veränderung legt eine pathobiochemische Verbindung zwischen Dysplasie und Hyperplasie nahe.Accumulation of ß-catenin (as a surrogate marker of the APC defect) in hyperplastic (ACF, HP) and dysplastic (adenoma = AD, carcinoma = CA) lesions. The loss of CEACAM1 expression is detectable in all tissue changes in a high and constant frequency, while APC defects are only found from the stage of dysplasia (neoplasia). The result of the overarching joint CEACAM1 change suggests a pathobiochemical connection between dysplasia and hyperplasia.
Fig.4: zeigt, dass die durch Ribozym-kontrollierteFig.4: shows that controlled by ribozyme
Überexpression von CEA zur Apoptoseresistenz führt. Zellen, welche verstärkte CEA-Expression zeigen, reagieren weniger empfindlicher auf Apoptosestimuli wie Interferon ga ma. Die Wirkung von CEA auf den programmierten Zelltod ist also derjenigen von CEACAMl entgegengesetzt.Overexpression of CEA leads to apoptosis resistance. Cells that show increased CEA expression are less sensitive to apoptosis stimuli such as interferon ga ma. The effect of CEA on the programmed cell death is therefore opposite to that of CEACAM1.
Fig.5: zeigt die Bedeutung der Höhe der CEACAM-1-Fig. 5: shows the importance of the height of the CEACAM-1-
Expression und der CEACAM-1-Vernetzung an der Zelloberfläche für die Auslösbarkeit von Apoptose in der Kolonzelllinie HT29. Durch kurzfristige Zugabe von ga ma-Interferon (gIFN) lassen sich HT29 Zellen zu unterschiedlich hoher CEACAM-1-Produktion stimulieren. Durch Vernetzung der CEACAM-1-Moleküle auf der Zelloberfläche von aktivierten Zellen lässt sich spezifisch eine Apoptose auslösen. Irrelevante Antikörper besitzen keinen Effekt.Expression and CEACAM-1 crosslinking on the cell surface for the triggerability of apoptosis in the colon cell line HT29. By adding ga ma interferon (gIFN) at short notice, HT29 cells can be stimulated to produce different levels of CEACAM-1. By cross-linking the CEACAM-1 molecules on the cell surface of activated cells, apoptosis can be triggered specifically. Irrelevant antibodies have no effect.
Fig.6: zeigt die Stimulierbarkeit der CEACAM-1-Expression in HT29-Zellen nach Behandlung mit Tumornekrosefaktor alpha (TNF-α) im Westernblot.6 shows the stimulability of CEACAM-1 expression in HT29 cells after treatment with tumor necrosis factor alpha (TNF-α) in a Western blot.
HT29 Kolon-Karzinomzellen wurden 6 Stunden mit TNF-α (lOng/ml) inkubiert. Die Zellen wurden mikroskopisch auf Vitalität überprüft lysiert, das Gesamtprotein isoliert und dieses elektrophoretisch getrennt. Bahnl zeigt die behandelten Zellen, Bahn 2 die unbehandelte Kontrolle. Pro Bahn wurden 8μg Protein aufgetrennt . Die Detektion wurde mit einem CEA-Antikörper und einem Peroxidase-markierten AntiMaus- Sekundärantikörper nach Standardprotokoll durchgeführt. Zur Kontrolle der Proteinbeladung wurde der Blot zusätzlich auf ß-Aktin gefärbt.HT29 colon carcinoma cells were incubated with TNF-α (10ng / ml) for 6 hours. The cells were microscopically checked for vitality, the total protein isolated and this separated electrophoretically. Lane 1 shows the treated cells, lane 2 the untreated control. 8μg protein were separated per lane. The detection was carried out with a CEA antibody and a peroxidase-labeled anti-mouse secondary antibody according to the standard protocol. To check the protein loading, the blot was additionally stained for β-actin.
Ausführliche Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
Der Ausdruck "CEACAM-Moleküle" oder "CEACAM-Familie", wie er hier verwendet wird, umfasst alle Moleküle, die als Mitglieder der CEACAM-Familie angesehen werde, wie CEACAM-1, CEACAM-6, CEACAM-7 und CEA. Der Ausdruck "Identifizieren" bedeutet hier, dass eine Verbindung benannt werden kann, die die bezeichneten Eigenschaf en aufweist. Dieses schließt das Screenen von Verbindungen ein und die anschließende Auswertung der durch das Screenen erhaltenen Ergebnisse, um die Verbindung dann eindeutig zu benennen.The term "CEACAM molecules" or "CEACAM family" as used herein includes all molecules that are considered to be members of the CEACAM family, such as CEACAM-1, CEACAM-6, CEACAM-7 and CEA. The term "identify" here means that a connection can be named which has the designated properties. This includes the screening of compounds and the subsequent evaluation of the results obtained from the screening in order to then clearly name the compound.
Der Ausdruck "Screenen" bedeutet hier, das ein Vielzahl von Verbindungen in einem Verfahren untersucht werden. Diese Untersuchung liefert dann Informationen bezüglich bestimmter Eigenschaften der Verbindungen.The term "screening" here means that a large number of compounds are examined in one process. This investigation then provides information regarding certain properties of the compounds.
Der Ausdruck "Alteration" oder "Dysregulation" bedeutet hier, dass das Niveau des Moleküls in oder auf einer Zelle verändert ist im Vergleich zur Normalsituation. Für CEACAM-1 bedeutet dies z.B. dass die Expression an CEACAM-1 erniedrigt ist in den Zellen im Vergleich zu Zellen in der normalen Mucosa. Diese Alteration oder Dysregulation kann sowohl auf der Ebene der Gene als auch auf der Ebene der Genprodukte liegen.The term "alteration" or "dysregulation" here means that the level of the molecule in or on a cell has changed compared to the normal situation. For CEACAM-1 this means e.g. that expression at CEACAM-1 is decreased in the cells compared to cells in the normal mucosa. This alteration or dysregulation can lie both at the level of the genes and at the level of the gene products.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein Verfahren zum Identifizieren von Verbindungen, umfassend die SchritteThe method according to the invention is a method for identifying connections, comprising the steps
inkubieren einer Probe, die ein Gen(e) bzw. ein Genprodukt (e) der CEACAM-Familie exprimieren können mit einer oder mehreren Verbindungen; inkubieren einer zweiten Probe, die ein Gen(e) bzw. Genprodukt (e) der CEACAM-Familie exprimieren können in .Abwesenheit der Verbindung (en) ; Vergleich der Expression des/der Gen(e) bzw. Genprodukt (e) der CEACAM-Familie in den Proben.incubating a sample which can express a gene (s) or a gene product (s) of the CEACAM family with one or more compounds; incubate a second sample which can express a gene (s) or gene product (s) of the CEACAM family in the absence of the compound (s); Comparison of the expression of the gene (s) or gene product (s) of the CEACAM family in the samples.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Identifizieren von Verbindungen, umfassend die Schritte inkubieren einer Probe, die ein Gen(e) bzw. einThe invention further relates to a method for identifying connections, comprising the steps incubate a sample that contains a gene (s) or a
Genprodukt (e) der CEACAM-Familie exprimieren können mit einer oder mehreren Verbindungen; inkubieren einer zweiten Probe, die ein Gen(e) bzw.CEACAM family gene product (s) can express with one or more compounds; incubate a second sample that contains a gene (s) or
Genprodukt (e) der CEACAM-Familie exprimieren können inCan express gene product (s) of the CEACAM family in
Abwesenheit der Verbindung (en) ;Absence of connection (s);
Vergleich der Apoptoserate der Zellen in den Proben.Comparison of the apoptosis rate of the cells in the samples.
Insbesondere wird die Expression der Mitglieder CEACAM-1, CEA, CEACAM-6 und CEACAM-7 mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmt. Die Höhe der Expression steht in einem Zusammenhang mit der Erhöhung der Apoptoserate der Zellen. Weiterhin erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren die Bestimmung von Verbindungen, die die Fähigkeit aufzeigen die Signalkaskade über CEACAM-1, CEA, CEACAM-6 und CEACAM-7 zu beeinflussen und somit die Apoptoserate bei den Zellen zu erhöhen. D.h., mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können auch Verbindungen identifiziert werden, die bei Expression eines Mitglieds der CEACAM-Familie durch Vernetzung' dieser zu einer Erhöhung der Apoptoserate führen.In particular, the expression of the members CEACAM-1, CEA, CEACAM-6 and CEACAM-7 is determined using the method according to the invention. The level of expression is related to the increase in the apoptosis rate of the cells. Furthermore, the method according to the invention allows the determination of compounds which show the ability to influence the signal cascade via CEACAM-1, CEA, CEACAM-6 and CEACAM-7 and thus to increase the apoptosis rate in the cells. Ie, with the inventive method, compounds are identified which of these result in expression of a member of the CEACAM family through networking 'an increase in the rate of apoptosis.
Die Bestimmung der zu untersuchenden Verbindungen als Verbindungen zur Regulation der Alteration der Expression von Mitgliedern der CEACAM-Familie kann, wie für die Verbindungen, die eine Vernetzung der Mitglieder hervorrufen, kann indirekt durch Bestimmung der Apoptosesuszeptibilität, d.h. der Apoptoserate, erfolgen.The determination of the compounds to be examined as compounds for regulating the alteration of the expression of members of the CEACAM family, like for the compounds which cause crosslinking of the members, can be carried out indirectly by determining the susceptibility to apoptosis, i.e. the apoptosis rate.
Die Bestimmung der Apoptoserate gibt also Auskunft über die Wirksamkeit der Verbindung die Expression der Mitglieder der CEACAM-Familie zu beeinflussen als auch über die Wirksamkeit der Verbindungen die Signaltransduktion über das Vernetzen eines Mitglieds der CEACAM-Familie zu beeinflussen.The determination of the apoptosis rate thus provides information about the effectiveness of the compound to influence the expression of the members of the CEACAM family and also about the effectiveness of the compounds to influence the signal transduction by networking a member of the CEACAM family.
Die Bestimmung der Apoptosesuszeptibilität (Apoptose- resistenz) , also der Apoptoserate, kann durch allgemein bekannte Methoden, wie eine Färbung mit Annexin V oder Propidiu jodid erfolgen. Daneben eignen sich kommerziell erhältliche Verfahren, mit denen sich die im Rahmen der Apoptose freiwerdenden Nukleoso en mit einem Sandwich-ELISA messen lassen. Ein weiteres Verfahren misst immunchemisch die Caspase-induzierte Proteolyse von Cytokeratinen und die hierdurch entstehenden Neoepitope dieses Filamentproteins (mab M30, Röche Molecular Systems) .The determination of the apoptosis susceptibility (apoptosis resistance), ie the apoptosis rate, can be done by generally known methods, such as staining with Annexin V or Propidiu iodide. In addition, commercially available methods are suitable with which the nucleosomes released in the course of apoptosis can be measured with a sandwich ELISA. Another method immunochemically measures the caspase-induced proteolysis of cytokeratins and the resulting neoepitopes of this filament protein (mab M30, Röche Molecular Systems).
Eine nützliche Verwendung der identifizierten Verbindungen führt bei deren Anwesenheit dazu, das die ApoptosebereitSchaft im Vergleich zu der Probe, die in Abwesenheit der Verbindung inkubiert wurde, erhöht ist (die Apoptoseresistenz erniedrigt ist) .A useful use of the identified compounds, when present, results in an increased apoptosis readiness (the apoptosis resistance is decreased) compared to the sample incubated in the absence of the compound.
Als Methoden zum Nachweis der Expression von Gen(en) oder Genprodukt (en) können beispielhaft die Folgenden genannt werden. Diese Verfahren sind allgemein etabliert und dem Fachmann bekannt .The following can be mentioned as examples of methods for detecting the expression of gene (s) or gene product (s). These methods are generally established and known to the person skilled in the art.
Die CEACAM-Expression kann immunhistochemisch in-situ auf Gewebeschnitten oder in Zellkulturen durch Einsatz von spezifischen Antikörpern nachgewiesen werden. Diese können sowohl monoklonal als auch polyklonal sein. Als beispielhafte monoklonale Antikörper sind hier Antikörper gegen CEA (Klon T84.66, C1P83), CEACAM-1 (Klon 4D1C2 und Klon 29H2) , CEACAM-6 (Klon Bu33) und CEACAM-7 (Klon Bac-2) genannt.The CEACAM expression can be detected immunohistochemically in situ on tissue sections or in cell cultures by using specific antibodies. These can be both monoclonal and polyclonal. Antibodies against CEA (clone T84.66, C1P83), CEACAM-1 (clone 4D1C2 and clone 29H2), CEACAM-6 (clone Bu33) and CEACAM-7 (clone Bac-2) are mentioned here as exemplary monoclonal antibodies.
Die Expression kann immunchemisch auch quantitativ in Gewebehomogenaten und Zellkulturlysäten nach elektrophoretischer Trennung und Western Blot nachgewiesen werden, wobei die oben genannten Antikörper zum Einsatz gebracht werden können. Hierzu lassen sich densitometrische Auswertungen von Western Blots durchführen, wodurch auch die relative Expression der einzelnen Antigene untereinander verglichen werden kann. Schließlich kann die Expression immunchemisch quantitativ in Gewebehomogenaten und Zellkulturlysaten nachgewiesen werden. Zur Anwendung kommen spezifische Antikörper gegen die entsprechenden Genprodukte der Mitglieder der CEACAM-Familie. Als Verfahren bieten sich Standard-Enzymimmunoassays an, wie ELISA, RIA, etc..The expression can also be detected immunochemically quantitatively in tissue homogenates and cell culture lysates after electrophoretic separation and Western blot, it being possible to use the above-mentioned antibodies. For this purpose, densitometric evaluations of Western blots can be carried out, which also enables the relative expression of the individual antigens to be compared with one another. Finally, the expression can be quantitatively detected immunochemically in tissue homogenates and cell culture lysates. Specific antibodies against the corresponding gene products of the members of the CEACAM family are used. Standard enzyme immunoassays such as ELISA, RIA, etc. are suitable methods.
Die Expression kann ebenfalls in-situ auf mRNA-Ebene untersucht werden. Entsprechende Gen-Sonden kann der Fachmann einfach aus den publizierten Sequenzen der Mitglieder der CEACAM-Familie erhalten. Die in-situ Hybridisierung erfolgt nach Standardverfahren.Expression can also be examined in situ at the mRNA level. The person skilled in the art can easily obtain corresponding gene probes from the published sequences of the members of the CEACAM family. The in-situ hybridization takes place according to standard procedures.
Die Expression kann weiterhin durch Analyse von Northern Blots semiquantitativ bzw. nach Densitometrie quantitativ bestimmt werden. Northern Blots sind Standardverfahren und können mit entsprechenden Gen-Sonden, erhalten aus den entsprechenden Sequenzen der CEACAM-Mitglieder, durchgeführt werden. Der Fachmann kann die verwendbaren Gen-Sonden einfach erhalten und anwenden.Expression can also be determined semiquantitatively or quantitatively by densitometry by analyzing Northern blots. Northern blots are standard procedures and can be carried out with appropriate gene probes obtained from the corresponding sequences of the CEACAM members. The person skilled in the art can easily obtain and use the gene probes that can be used.
Die Expression kann darüber hinaus durchExpression can also by
Amplifikationsverfahren unter Verwendung CEACAM-spezifischer Primer-Oligonukleotide bestimmt werden. Die Primer sind einfach aus den bekannten Sequenzen ableitbar und auf ihre Spezifität hin untersuchbar. Hierzu stehen quantitative Verfahren zur Verfügung, welche quantitative Ergebnisse der Genexpression liefern (z.B. Real-time RT PCR mit LightCycler (RÖCHE Molecular Systems) oder TaqMan® (Applied Biosystems)Amplification methods can be determined using CEACAM-specific primer oligonucleotides. The primers can easily be derived from the known sequences and can be examined for their specificity. For this purpose, quantitative methods are available which deliver quantitative results of gene expression (e.g. real-time RT PCR with LightCycler (RÖCHE Molecular Systems) or TaqMan ® (Applied Biosystems)
Das Nachweisverfahren zur erfindungsgemäßen Bestimmung der Expression von Gen(en) bzw. Genprodukt (en) ist nicht auf die oben genannten beschränkt . Es können auch andere Verfahren verwendet werden, die einen Vergleich der Expression der Mitglieder der CEACAM-Familie in Proben bei An- und Abwesenheit der zu untersuchenden Verbindung (en) erlauben. Hierzu eignen sich besonders Arraysysteme , welche die gleichzeitige Beurteilung verschiedener das CEACAM- System beeinflussender Faktoren zulassen . Geeignete Arrays beinhalten grundsätzlich diej enigen Gene , welche in die Regulation und Funktion des CEACAM -Systems eingebunden sind .The detection method for determining the expression of gene (s) or gene product (s) according to the invention is not limited to the abovementioned. Other methods can also be used which allow a comparison of the expression of the members of the CEACAM family in samples in the presence and absence of the compound (s) to be investigated. Array systems are particularly suitable for this purpose, which allow the simultaneous assessment of various factors influencing the CEACAM system. Suitable arrays basically contain those genes which are involved in the regulation and function of the CEACAM system.
Die Arrays können sowohl für die Messung der mRNA-Expression (Transkriptionsarray) als auch für die Messung der Genprodukte (Proteinarray) ausgelegt werden .The arrays can be designed both for measuring mRNA expression (transcription array) and for measuring gene products (protein array).
Die Probe , bei der die Expression der Gen (e) bzw . Genprodukt (e) in An- und Abwesenheit der zu untersuchenden Verbindungen erfindungsgemäß bestimmt wird kann beispielhaft sein :The sample in which the expression of the gene (s) or. Gene product (s) determined in the presence and absence of the compounds to be investigated according to the invention can be exemplary:
Zellen, z . B . Primärzellen oder gentechnisch veränderte Zellen . Diese gentechnisch veränderten Zellen können Zellen sein, die ein Gen (en) bzw . Genprodukt (en) eines Mitglied/Mitgliedern der CEACAM-Familie exprimieren können, indem sie mit entsprechenden Vektoren transfiziert wurden .Cells, e.g. B. Primary cells or genetically modified cells. These genetically modified cells can be cells that contain a gene (s) or. Can express gene product (s) of a member (s) of the CEACAM family by transfecting them with appropriate vectors.
Eine Zellkulturlinie , z . B . HT29 , A818 etc . Diese bei den entsprechenden Zentren kommerziell erhältlichen Zelllinien können in entsprechender Menge z . B . in Mikrotiterplatten ausgesät sein und werden dann für eine vorherbestimmte Zeit mit und ohne zu untersuchender Verbindung inkubiert .A cell culture line, e.g. B. HT29, A818 etc. These cell lines, which are commercially available from the corresponding centers, can be used in an appropriate amount, for. B. be sown in microtiter plates and are then incubated for a predetermined time with and without the compound to be examined.
Weiterhin können Zellhomogenate oder Extrakte von CEACAM- 1 - exprimi er enden Geweben verwendet werden, indem mit Hilfe quantitativer Assays (wie oben angegeben) auf Faktoren untersucht wird, welche die CEACAM- 1- Expression regulieren .Furthermore, cell homogenates or extracts from CEACAM-1 expressing tissues can be used by examining with the aid of quantitative assays (as stated above) for factors which regulate CEACAM-1 expression.
Verbindungen, wie sie im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden können, sind nicht besonders eingeschränkt . Sie können z .B . sein : Peptide, wie Oligo- oder Polypeptide, insbesondere auch rekombinante CEACA -Domänen,Compounds as can be used in the process according to the invention are not particularly restricted. For example, you can his : Peptides, such as oligo- or polypeptides, in particular also recombinant CEACA domains,
Proteine, wie Zytokine, Antikörper und Lektine,Proteins such as cytokines, antibodies and lectins,
Kohlenhydrate, einfache oder komplexe FormenCarbohydrates, simple or complex forms
Kleine Moleküle, mit einem Molekulargewicht zwischen 50 und 1000 Da.Small molecules, with a molecular weight between 50 and 1000 Da.
Polymere, die eine Vernetzung der einzelnen CEACAM-Polymers that link the individual CEACAM
Moleküle ermöglichen. Dabei ist das Material derEnable molecules. The material is the
Polymere nicht besonders eingeschränkt. Wesentliche funktioneile Eigenschaften der Polymere können sein die repetitive Anordnung von Bindungsdomänen (z.B. CEACAM-Polymers are not particularly limited. Essential functional properties of the polymers can be the repetitive arrangement of binding domains (e.g. CEACAM-
Domänen, Bindungspeptiden, vernetzendenDomains, binding peptides, cross-linking
KohlenhydratStrukturen)Carbohydrate structures)
Diese zu untersuchende Verbindungen können als Bibliotheken vorliegen, wie sie z.B. beim Hochdurchsatzuntersuchun'gen eingesetzt werden. Diese Bibliotheken sind unter anderen kommerziell erhältlich.This to be examined compounds may exist as libraries, such as those used in gen Hochdurchsatzuntersuchun 'example. These libraries are commercially available, among others.
Die Verbindungen können als solche oder als Salz vorliegen.The compounds can exist as such or as a salt.
Verbindungen, die durch das erfindungsgemäße Verfahren identifiziert und ausgewählt werden, zeichnen sich dadurch aus, das sie die Expression von CEACAM-1 und/oder CEACAM-7 gegenüber den CEACAM-6 und CEA selektiv heraufregulieren können. Andererseits können sie z.B. die Expression von CEACAM-6 und CEA herunterregulieren. Die Regulation bewirkt die Erhöhung der Apoptoseneigung der Probe (die Apoptoseresistenz ist erniedrigt) .Compounds which are identified and selected by the method according to the invention are distinguished by the fact that they can selectively upregulate the expression of CEACAM-1 and / or CEACAM-7 compared to CEACAM-6 and CEA. On the other hand, they can e.g. downregulate CEACAM-6 and CEA expression. The regulation causes an increase in the apoptosis tendency of the sample (the apoptosis resistance is reduced).
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren identifizierten Verbindungen können alternativ die Signalübermittlung durch ein Mitglied der CEACAM-Familie beeinflussen, z.B. CEACAM-1, so dass die Apoptoserate der Zellen erhöht wird.The connections identified with the method according to the invention can alternatively influence the signal transmission by a member of the CEACAM family, e.g. CEACAM-1 so that the apoptosis rate of the cells is increased.
Diese erfindungsgemäßen Verbindungen, identifizierbar mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, schließen Verbindungen, wie Faktoren, ein, die einen Einfluss auf die Regulation der CEACAM-Moleküle haben. D.h. es kann sich um Verbindungen handeln, die regulierende Faktoren, wieThese compounds according to the invention, identifiable with the method according to the invention, include compounds such as Factors that have an influence on the regulation of the CEACAM molecules. Ie it can be connections that regulate factors like
Transkriptionsfaktoren beeinflussen und so zu einer erhöhten Transkription der CEACAM-DNA, wie CEACAM-1 und CEACAM-7, führen, oder im Falle von CEA und CEACAM-6 zu einer verringerten Transkription.Affect transcription factors and thus lead to an increased transcription of the CEACAM-DNA, such as CEACAM-1 and CEACAM-7, or in the case of CEA and CEACAM-6 to a reduced transcription.
Es wurde erfindungsgemäß festgestellt:It was found according to the invention:
dass z.B. die Expression von CEACAM-1 bereits in den meisten Vorläufern hyperplastischer Tumoren des Dickdarms verloren geht oder zumindest stark reduziert ist. Der Prozentsatz des Verlustes ist vergleichbar mit demjenigen, der bei den als Krebsvorläufer bekannten dysplastischen Tumorformen und bei Karzinomen gefunden wird. Daraus lässt sich schließen, dass sich aus hyperplastischen (an sich ungefährlichen) Tumoren im Sinne einer kontinuierlichen Entwicklung dysplastische Krebsvorläufer entwickeln können.that e.g. the expression of CEACAM-1 is already lost or at least greatly reduced in most of the precursors of hyperplastic tumors of the colon. The percentage of loss is comparable to that found in dysplastic tumor forms known as cancer precursors and in carcinomas. It can be concluded from this that hyperplastic (inherently harmless) tumors can develop into dysplastic cancer precursors in the sense of continuous development.
dass die Vernetzung von z.B. CEACAM-1 auf der Zelloberfläche ein spezifisches Signal zur Auslösung von Apoptose vermittelt. Dieses Signal ist expressions- und vernetzungsabhängig im in-vi tro Modell in Apoptose- sensitiven Reporterzellen als auch in humanen Kolonzellen der Linie HT29 demonstrierbar.that the networking of e.g. CEACAM-1 transmits a specific signal to trigger apoptosis on the cell surface. Depending on expression and cross-linking, this signal can be demonstrated in the in vitro model in apoptosis-sensitive reporter cells as well as in human colon cells of the HT29 line.
In-vivo korreliert ein CEACAM-1-Verlust in den untersuchten hyperplastischen Gewebeläsionen mit einer erniedrigten Apoptose. Eine verringerte Apoptose gilt als wesentliche Ursache für die Entstehung hyperplastischer Kolonkrypten (Roncucci L. et al . 2000, Cell Prolif., 33, 1-18). Die hier beschriebene biologische Funktion von CEACAM-1 als einem Regulation der Apoptoseneigung ist bisher unbekannt. Insofern ist der hier beispielhaft für CEACAMl beschriebene Verlust die früheste molekulare Veränderung, die eine pathobiochemische Veränderung des Phänotyps der Kolonkrypte nach sich zieht.In vivo, a loss of CEACAM-1 correlates in the examined hyperplastic tissue lesions with a decreased apoptosis. Reduced apoptosis is considered to be the main cause of the formation of hyperplastic colon crypts (Roncucci L. et al. 2000, Cell Prolif., 33, 1-18). The biological function of CEACAM-1 described here as a regulation of the tendency to apoptosis is so far unknown. In this respect, the loss described here as an example for CEACAM1 the earliest molecular change that results in a pathobiochemical change in the phenotype of the colon crypts.
Somit ist es erfindungsgemäß erstmals gelungen, eine seit langem gesuchte pathophysiologisch relevante Verbindung zwischen (üblicherweise als ungefährlich angesehener) Hyperplasie und Neoplasie (die im Rahmen der Progression zu Karzinomen führt) herzustellen. Die CEACAMs greifen ursächlich in die Apoptoseregulation ein, wobei der Verlust des signalgebenden CEACAM-1 der wahrscheinlich ursächliche Auslöser für die frühesten morphologisch erkennbaren Veränderungen im Kolon ist . Dies ist von besonderer Bedeutung, da es sich beim CEACAMl-Verlust nicht um einen genetisch-fixierten, sondern einen funktionell-regulativen Defekt handelt. Entsprechend sind pharmakalogische Interventionsstrategien, welche die CEACAMl-Funktion restaurieren, ideal geeignet, eine rational begründete (aus pathophysiologischen Erkenntnissen abgeleitete) Prävention der Hyperplasie zu erreichen.Thus, according to the invention, it has been possible for the first time to establish a long-sought pathophysiologically relevant connection between (usually regarded as harmless) hyperplasia and neoplasia (which leads to carcinomas in the course of progression). The CEACAMs causally intervene in the regulation of apoptosis, whereby the loss of the signaling CEACAM-1 is probably the causative trigger for the earliest morphologically recognizable changes in the colon. This is of particular importance since the CEACAMl loss is not a genetically fixed, but a functional-regulatory defect. Accordingly, pharmacalogic intervention strategies that restore the CEACAMl function are ideally suited to achieve a rationally based prevention of hyperplasia (derived from pathophysiological findings).
Die im Vorstehenden aufgezeigten Ergebnisse sind auch für CEACAM-7 zutreffend. Wie oben bereits ausgeführt ist die Situation bei CEA und CEACAM6 anders. Dort ist im veränderten Zustand der Zelle die Expression des Moleküls heraufreguliert und die Apoptoserate dadurch erniedrigt . Erfindungsgemäß identifizierte Verbindungen sind selektiv für eine CEACAM-1- und/oder eine CEACAM-7-Erhöhung und führen nicht zur Erhöhung der Expression von CEA und/oder CEACAM-6. Vorteilhaft führt die Verbindung sogar zur Verringerung der Expression von CEA und CEACAM-6.The results shown above are also applicable to CEACAM-7. As already explained above, the situation is different with CEA and CEACAM6. There the expression of the molecule is up-regulated in the changed state of the cell and the apoptosis rate is thereby reduced. Compounds identified according to the invention are selective for a CEACAM-1 and / or a CEACAM-7 increase and do not lead to an increase in the expression of CEA and / or CEACAM-6. The compound even advantageously leads to a reduction in the expression of CEA and CEACAM-6.
Erfindungsgemäß identifizierte Verbindungen können allerdings auch selektiv zu einer CEA- und/oder einer CEACAM-6- Erniedrigung führen und führen nicht zur Erniedrigung der Expression von CEACAM-1 und/oder CEACAM-7. Vorteilhaft führt die Verbindung sogar zur Erhöhung der Expression von CEACAM-1 und CEACAM-7.However, compounds identified according to the invention can also selectively lead to a CEA and / or a CEACAM-6 reduction and do not lead to a reduction in the expression of CEACAM-1 and / or CEACAM-7. Advantageously leads the compound even increases expression of CEACAM-1 and CEACAM-7.
Die erfindungsgemäß identifizierten Verbindungen ermöglichen folgendes :The compounds identified according to the invention enable the following:
Die Wiederherstellung bzw. Verstärkung der CEACAM-1 und/oder CEACAM-7 Expression bzw. die Reduktion der CEA und der CEACAM-6 Expression und somit die Erhöhung der Apoptosefähigkeit der betroffenen Kryptenzellen. Durch die Reduktion der Hyperplasie eine Verminderung der Gefahr von kritischen Mutationen, eine Nutzung bei der Prävention der Krebsentstehung.The restoration or enhancement of the CEACAM-1 and / or CEACAM-7 expression or the reduction of the CEA and the CEACAM-6 expression and thus the increase in the apoptosis ability of the affected crypt cells. By reducing hyperplasia, there is a reduction in the risk of critical mutations, a use in the prevention of cancer.
Kandidatenverbindungen lassen sich in-vivo in Tiermodellen testen. In Nagern sind Testverfahren bekannt, die die Karzinogenität von z.B. dietätisch zugeführten Substanzen mit Hilfe der Untersuchung der resultierenden ACF-Frequenz im Gastrointestinaltrakt prüfen (Sorensen I.K., 1997, Carcinogenesis 18, 777-781) .Candidate compounds can be tested in vivo in animal models. Test methods are known in rodents which test the carcinogenicity of e.g. Check dietary substances by examining the resulting ACF frequency in the gastrointestinal tract (Sorensen I.K., 1997, Carcinogenesis 18, 777-781).
Ebenso ist eine klinische Prüfung in Patienten denkbar, die eine Krebsprädisposition im Sinne einer obligaten Präkanzerose aufweisen, so wie sie durch den hereditären Defekt eines APC-Allels gegeben ist. Die Wirkung von Verbindungen, die zur Prävention in Frage kommen, lässt sich z.B. während diagnostischer Eingriffe z.B. anhand der zahlenmäßigen Entwicklung von Kolontumoren im Verlauf überprüfen. Hierzu kann nach Biopsienahme auch die Genexpression von Mitgliedern der CEACAM-Familie, insbesondere von CEACAM-1, mit den beschriebenen Verfahren untersucht werden.A clinical examination is also conceivable in patients who have a predisposition to cancer in the sense of an obligatory precancerosis, such as is given by the hereditary defect of an APC allele. The effect of compounds that can be used for prevention can be e.g. during diagnostic interventions e.g. check against the development of numbers of colon tumors in the course. For this purpose, the gene expression of members of the CEACAM family, in particular of CEACAM-1, can also be examined using the described methods after taking a biopsy.
Das erfindungsgemäße Testsystem kann ein automatisiertes Testsystem sein, welches die oben genannten Schritte zur Untersuchung von Einflussfaktoren auf das CEACAM-System durchführt . Insbesondere kann es sich um ein Testsystem handeln, das zur Hochdurchsatzanalyse geeignet ist.The test system according to the invention can be an automated test system which carries out the above-mentioned steps for examining influencing factors on the CEACAM system carries out. In particular, it can be a test system that is suitable for high-throughput analysis.
Das erfindungsgemäße Kit kann die notwendigen Komponenten zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens enthalten und schließt die Probe, sowie alle notwendigen Reagenzien zur Inkubation ein.The kit according to the invention can contain the necessary components for carrying out the method according to the invention and includes the sample and all necessary reagents for incubation.
Die Verwendung der identifizierten Verbindungen in pharmazeutischen Zusammensetzungen kann in üblichen Mengen und Dosierungen erfolgen. Die pharmazeutischen Zusammensetzungen können in den für den Verabreichungsweg üblichen Formulierungen vorliegen mit der ausgewählten Verbindung als wirksames Agens .The identified compounds can be used in pharmaceutical compositions in customary amounts and dosages. The pharmaceutical compositions can be in the formulations customary for the route of administration with the selected compound as an active agent.
Bei den prädisponierten Kreisen, bei denen ein präventivtherapeutische Anwendung der identifizierten Verbindungen besonders vorteilhaft ist, handelt es sich um Individuen, die an FAP (familial adenomatous polyposis) und HNPPC (hereditary nonpolyposis colorectal cancer) erkranken bzw. auch um Risikogruppen für somatische Mutationen von Gatekeeper-Genen.The predisposed groups, in which a preventive therapeutic application of the identified compounds is particularly advantageous, are individuals who develop FAP (familial adenomatous polyposis) and HNPPC (hereditary nonpolyposis colorectal cancer) or risk groups for somatic mutations of gatekeepers genes.
Aber auch in Karzinomen anderer Gewebe z.B. Speiseröhre, Magen, Brustdrüse, Lunge sind Veränderungen in der CEACAM- Expression beobachtet worden. Auch hier können die erfindungsgemäß identifizierten Verbindungen zum Einsatz kommen .But also in carcinomas of other tissues e.g. Changes in CEACAM expression have been observed in the esophagus, stomach, mammary gland and lungs. The compounds identified according to the invention can also be used here.
Das diagnostische Testverfahren gemäß der Erfindung kann zur Frühdiagnose von Vorläuferläsionen dienen. Das Verfahren umfasst die Bestimmung der Expression eines Mitglieds der CEACAM-Familie einer Probe, die Zellen des zu untersuchenden Gewebes umfasst und ein Vergleich der Expression mit einem Normalgewebe. Insbesondere kann dieses diagnostische Verfahren ein Verfahren sein, bei dem die Expression von CEACAM-1 oder CEACAM-7 in einer Probe bestimmt wird. Die Probe ist üblicherweise eine Biopsie des zu untersuchenden Gewebes .The diagnostic test method according to the invention can serve for the early diagnosis of precursor lesions. The method comprises determining the expression of a member of the CEACAM family of a sample which comprises cells of the tissue to be examined and comparing the expression with a normal tissue. In particular, this diagnostic method can be a method in which the expression of CEACAM-1 or CEACAM-7 in a sample is determined. The The sample is usually a biopsy of the tissue to be examined.
Weiterhin wird erfindungsgemäß ein diagnostisches Kit bereitgestellt, umfassend Komponenten zur Bestimmung der CEACAM-Expression in einer Probe. Diese Komponenten können primäre Antikörper gegen ein Mitglied der CEACAM-Familie sein (entweder monoklonaler oder polyklonaler Herkunft) , die entweder direkt markiert oder nicht markiert sind. Weiterhin kann das Kit einen gegen den Primärantikörper gerichteten Sekundärantikörper enthalten, der mit einem Marker markiert ist.Furthermore, a diagnostic kit is provided according to the invention, comprising components for determining the CEACAM expression in a sample. These components can be primary antibodies to a member of the CEACAM family (either monoclonal or polyclonal in origin) that are either directly labeled or unlabeled. Furthermore, the kit can contain a secondary antibody directed against the primary antibody, which is marked with a marker.
Der Nachweis kann also direkt oder indirekt mit bekannten z.B. immunohistologisehen und Immunfluoreszenz Verfahren durchgeführt werden. Hierzu können die in dem erfindungsgemäßen Kit enthaltenen Antikörper gegen ein Mitglied der CEACAM-Familie direkt mit allgemein bekannten Molekülen markiert sein, einschließlich Enzymen wie alkalischer Phosphatase und Peroxidase, undThe proof can be directly or indirectly with known e.g. immunohistological and immunofluorescence methods are carried out. For this purpose, the antibodies against a member of the CEACAM family contained in the kit according to the invention can be directly labeled with generally known molecules, including enzymes such as alkaline phosphatase and peroxidase, and
Fluoreszenzfarbstoffen, wie FITC, TRITC, Rhodamin, Texas-Red, ALEXA®-Farbstoffen, Cy®-Farbstoffen. Die Markierung kann aber auch indirekt erfolgen, indem sekundäre Antikörper verwendet werden oder die Antikörper gegen CEACAM die mit Molekülen wie Biotin, Digoxigenin oder dgl. markiert sind und dann mit einem Sekundärreagenz nachgewiesen werden.Fluorescent dyes, such as FITC, TRITC, rhodamine, Texas Red, ALEXA® dyes, Cy® dyes. However, the labeling can also be carried out indirectly by using secondary antibodies or the antibodies against CEACAM which are labeled with molecules such as biotin, digoxigenin or the like and then detected using a secondary reagent.
Weiterhin kann das Kit Enzymsubstrate für eine Peroxidase oder alkalische Phosphatase enthalten, die den enzymatischen Nachweis des gebundenen sekundären Moleküls erlauben.Furthermore, the kit can contain enzyme substrates for a peroxidase or alkaline phosphatase, which allow the enzymatic detection of the bound secondary molecule.
BeispieleExamples
Beispiel 1example 1
CEACAM-1 Expression in Adenomen des Kolons Es wurden Frischproben von Adenomen von Patienten auf die Expression verschiedener CEACAM-Gene hin untersucht (Nollau P. et al., (1997), Cancer Res. 57, 2354-2357). Dazu wurde die Gesamt-RNA aus den Proben durch ein herkömmliches Verfahren isoliert und einer Analyse mittels eines Northern Blots unterzogen (Neumaier M. et al . , PNAS, (1993), 90 (22), 10744-10748).CEACAM-1 expression in colon adenomas Fresh samples of patient adenomas were examined for the expression of various CEACAM genes (Nollau P. et al., (1997), Cancer Res. 57, 2354-2357). For this purpose, the total RNA was isolated from the samples by a conventional method and subjected to analysis by means of a Northern blot (Neumaier M. et al., PNAS, (1993), 90 (22), 10744-10748).
Die Northern Blots wurden mit Hilfe der quantitativen Densitometrie und Imageanalyse ausgewertet und die Veränderungen der Expression von CEACAMs gegenüber dem korrespondierenden Normalgewebe des jeweils selben Patienten bestimmt (matched-pair Analyse) . Die Ergebnisse für die Adenome sind in der Tabelle 1 unten aufgeführt.The Northern blots were evaluated with the aid of quantitative densitometry and image analysis and the changes in the expression of CEACAMs compared to the corresponding normal tissue of the same patient were determined (matched-pair analysis). The results for the adenomas are shown in Table 1 below.
Tabelle 1Table 1
0 keine spezifische CEACAMl RNA mehr nachweisbar (+) 60% Expressionsverlust ( (+) ) >80% Expressionsverlust Beispiel 20 no more specific CEACAM1 RNA detectable (+) 60% loss of expression ((+))> 80% loss of expression Example 2
Immunhistochemischer Nachweis der Veränderung der CEACAMl Expression in verschiedenen VorläuferläsionenImmunohistochemical detection of the change in CEACAMl expression in various precursor lesions
Normales Kolonmucosagewebe wurde frisch von chirurgischen Eingriffen erhalten. Das Material wurde in 4% Formaldehyd/PBS bei 4°C für ein bis vier Stunden nach Standardprotokoll fixiert. Proben wurden mit 0,2% Methylenblau (Sigma, Taufkirchen, Deutschland) für 3 min gefärbt und mit einer Lupenbrille auf ACF hin untersucht. Proben mit mehr als sieben Foci wurden für die weiteren Untersuchungen verwendet . Proben von hyperplastischen Polypen, Adenomen und Karzinomen wurden zu Vergleichszwecken vom pathologischen Institut des UKE-Hamburg erhalten.Normal colonic mucosal tissue was freshly obtained from surgery. The material was fixed in 4% formaldehyde / PBS at 4 ° C for one to four hours according to the standard protocol. Samples were stained with 0.2% methylene blue (Sigma, Taufkirchen, Germany) for 3 min and examined for ACF with magnifying glasses. Samples with more than seven foci were used for further investigations. Samples of hyperplastic polyps, adenomas and carcinomas were obtained from the pathological institute of the UKE-Hamburg for comparison purposes.
Von den nach Standardtechnik in Paraffin eingebetteten Gewebeproben wurden 5 μm Schnitte erstellt . Diese Schnitte wurden auf den Objektträgern deparaffiniert und mit PBS gewaschen. Anschließend erfolgte ein Vorbehandlung der Schnitte in der Mikrowelle für 10 min bei 650W in lOmM Zitratpuffer (pH 6,0) oder für 3 min bei 650W in ImM EDTA Puffer (pH 8,0) gefolgt von 7 min bei 160W.5 μm sections were made from the tissue samples embedded in paraffin using standard technology. These sections were deparaffinized on the slides and washed with PBS. The sections were then pretreated in the microwave for 10 min at 650W in 10MM citrate buffer (pH 6.0) or for 3 min at 650W in ImM EDTA buffer (pH 8.0), followed by 7 min at 160W.
Die Schnitte wurden dann wie folgt mit folgenden Antikörpern gefärbt :The sections were then stained with the following antibodies as follows:
IMMUNHISTOCHEMISCHER NACHWEIS VON CEACAMl. Monoklonale CEACAMl-spezifische Antikörper Klon 29H2 (Novocastra, Newcastle, UK, 1/50 verdünnt) oder Klon 4D1.C2 (Prof. C. Wagener, Abt für Klinische Chemie, Universitätsklinikum Hamburg, Germany, 4μg/ml) .IMMUNHISTOCHEMICAL DETECTION OF CEACAMl. Monoclonal CEACAMl-specific antibodies clone 29H2 (Novocastra, Newcastle, UK, diluted 1/50) or clone 4D1.C2 (Prof. C. Wagener, Dept. of Clinical Chemistry, University Clinic Hamburg, Germany, 4μg / ml).
IMMUNHISTOCHEMISCHER NACHWEIS VON CEA. Monoklonaler Antikörper T84.66 (Prof. J.E. Shively, City of Hope National Cancer Center, Duarte, CA, USA) gegen CEA mit hoher Spezifität; insbesondere keine Kreuzreaktion mit CEACAMl oder CEACAM6 (5μg/ml) .IMMUNHISTOCHEMICAL DETECTION OF CEA. Monoclonal antibody T84.66 (Prof. JE Shively, City of Hope National Cancer Center, Duarte, CA, USA) against CEA high specificity; in particular no cross-reaction with CEACAMl or CEACAM6 (5μg / ml).
IMMUNHISTOCHEMISCHER NACHWEIS DER APC-FUNKTION. Monoklonaler Antikörper 7D11 (Alexis, Grünberg, Germany) gegen humanes ß-Catenin (lμg/ml) .IMMUNHISTOCHEMICAL DETECTION OF THE APC FUNCTION. Monoclonal antibody 7D11 (Alexis, Grünberg, Germany) against human ß-catenin (lμg / ml).
IMMUNHISTOCHEMISCHER NACHWEIS DER APOPTOSE. Monoklonaler Antikörper M30 (RÖCHE, Molecular Systems, Mannheim, Germany) gegen ein durch Apoptose-induzierte Caspasen verursachtes Neoepitop des humanen Cytokeratin-18. IMMUNHISTOCHEMISCHER NACHWEIS DER APOPTOSE. Monoklonaler Antikörper CH11 (Coulter Immunotech, Heidelberg, Germany) gegen humanes CD95 (lμg/ml) .IMMUNHISTOCHEMICAL DETECTION OF APOPTOSIS. Monoclonal antibody M30 (RÖCHE, Molecular Systems, Mannheim, Germany) against a neoepitope of human cytokeratin-18 caused by apoptosis-induced caspases. IMMUNHISTOCHEMICAL DETECTION OF APOPTOSIS. Monoclonal antibody CH11 (Coulter Immunotech, Heidelberg, Germany) against human CD95 (lμg / ml).
Die primären Antikörper wurden für jeweils über Nacht bei 4°C in feuchten Kammern auf den Schnitten inkubiert. Spezifische Peroxidase-basierte Anfärbung wurde mit dem VECTOR Elite KIT (Vector Laboratories, Burlington, CA, USA) unter Verwendung von Diaminobenzidine entsprechend Herstellerangaben durchgeführt. Alle Waschschritte wurden mit PBS (pH 7,4) streng nach den Herstellerangaben durchgeführt. Die Auswertung der Immunhistochemien erfolgte visuell semiquantitativ.The primary antibodies were incubated overnight at 4 ° C. in moist chambers on the sections. Specific peroxidase-based staining was carried out with the VECTOR Elite KIT (Vector Laboratories, Burlington, CA, USA) using diaminobenzidines according to the manufacturer's instructions. All washing steps were carried out with PBS (pH 7.4) strictly according to the manufacturer's instructions. The immunohistochemistry was evaluated visually semi-quantitative.
Die Expression von CEACAMl und ß-Catenin (als Maß für die durch APC-Defekt verursachte ß-Cateninakkumulation) der untersuchten Geweben zeigt Fig.3.The expression of CEACAM1 and β-catenin (as a measure of the β-catenin accumulation caused by APC defect) of the examined tissues is shown in FIG. 3.
Die gezeigten Daten machen deutlich, dass der Verlust der CEACAMl Expression bereits in den ACF und HP zu finden ist, während der für APC genutzte Surrogatmarker ß-Catenin keine Veränderung aufzeigt, sondern erst in den neoplastischen Tumoren zu finden ist.The data shown make it clear that the loss of CEACAM1 expression can already be found in the ACF and HP, while the surrogate marker ß-catenin used for APC shows no change, but can only be found in the neoplastic tumors.
Dies belegt, dass die Veränderung der Expression von CEACAMl ein deutlich früheres Ereignis in der Tumorentwicklung darstellt als der nach dem Stand der Wissenschaft für das Kolonkarzinom allgemein als erstes Ereignis bewertete Defekt des APC-Gens (Akkumulation der ß-Catenin Expression) . Weiterhin verbleibt der Verlust der CEACAMl Expression über die gesamte Entwicklung der Multi-Step-Karzinogenese bestehen. Die Veränderung der CEACAMl Expression tritt also schon in Hyperplasien auf und ist ähnlich der in den fortgeschrittenen Neoplasien. Hingegen wird die Akkumulation von ß-Catenin als Surrogatmarker für Veränderungen des APC erst bei Neoplasien nachweisbar; hyperplastische Veränderungen werden nicht erkannt .This proves that the change in the expression of CEACAM1 represents a significantly earlier event in tumor development than the defect which, according to the state of the art, is generally regarded as the first event for colon cancer of the APC gene (accumulation of β-catenin expression). Furthermore, the loss of CEACAM1 expression persists throughout the development of multi-step carcinogenesis. The change in CEACAM1 expression already occurs in hyperplasia and is similar to that in advanced neoplasia. On the other hand, the accumulation of ß-catenin as a surrogate marker for changes in the APC is only detectable in neoplasia; hyperplastic changes are not recognized.
Beispiel 3Example 3
Bedeutung der Expression von CEA (CEACAM-5) für die Apoptoseempfindlichkeit in HT29 ZellenSignificance of the expression of CEA (CEACAM-5) for apoptosis sensitivity in HT29 cells
Mit Hilfe von Ribozym-regulierter mRNA-Expression wird der Einfluss der CEA-Protein Expression auf die Suszeptibilität der Zellen gegenüber der Apoptose untersucht. HT29 Kolonkrebs-Zellen (erhältlich von ATCC, Rockville, USA) wurden mit CEA-targeted Hammerkopf Ribozym Expressionsvektor transfiziert .The influence of CEA protein expression on the susceptibility of cells to apoptosis is investigated with the help of ribozyme-regulated mRNA expression. HT29 colon cancer cells (available from ATCC, Rockville, USA) were transfected with CEA-targeted hammerhead ribozyme expression vector.
Die Herstellung des Vektors erfolgte dabei analog wie in Schulte et al . , PNAS 1996, 93, S. 14759ff und Juhl, H., et al, 1997, JBC 272, S. 29482ff beschrieben.The vector was produced analogously to Schulte et al. , PNAS 1996, 93, pp. 14759ff and Juhl, H., et al, 1997, JBC 272, pp. 29482ff.
Dabei wurden die folgenden Oligonukleotide als Ribozym sense und antisense Nukleotide verwendet.The following oligonucleotides were used as ribozyme sense and antisense nucleotides.
5 ' -agcttTGCTCTTCTGATGAGTCCGTTAGGACGAAACTATGGAgggcc-3 ' (sense) und5 '-agcttTGCTCTTCTGATGAGTCCGTTAGGACGAAACTATGGAgggcc-3' (sense) and
5 ' -cTCCATAGTTTCGTCCTAACGGACTCATCAGAAGAGCAa-3' (antisense)5 '-cTCCATAGTTTCGTCCTAACGGACTCATCAGAAGAGCAa-3' (antisense)
Diese wurden hybridisiert und in den pTET Vektor, wie in Schulte et al . , PNAS 1996, 93, S. 14759ff beschrieben, ligiert. Das erhaltene Plasmid pTET/Rz2113 enthält nun CEA spezifische flankierende Bereiche am 5"-Ende (7 Nukleotide lang) und am 3 "-Ende (8 Nukleotide lang) . Diese schließen die katalytische Kernsequenz der HammerkopfStruktur ein und zielen diese auf die B3 Domäne von CEA.These were hybridized and inserted into the pTET vector as described in Schulte et al. , PNAS 1996, 93, p. 14759ff. The plasmid pTET / Rz2113 obtained now contains CEA-specific flanking regions at the 5 "end (7 nucleotides long) and at the 3 "end (8 nucleotides long). These include the catalytic core sequence of the hammerhead structure and target it at the B3 domain of CEA.
Transfektion der HT29 ZellenTransfection of the HT29 cells
Zuerst wurden die Zellen mit Hilfe des LipofectAmine Systems (Life Technologies) mit dem Vektor pUHG15-l (Gossen and Bujard, PNAS, 1992, 89, S. 5547ff) transfiziert, um den Zellklon HT29/tTA-5 zu erhalten. Dieser Klon zeigte die beste transaktivierte Tetrazyklinaktivität auf.First, the cells were transfected using the LipofectAmine system (Life Technologies) with the vector pUHG15-1 (Gossen and Bujard, PNAS, 1992, 89, p. 5547ff) in order to obtain the cell clone HT29 / tTA-5. This clone showed the best transactivated tetracycline activity.
Dieser Klon wurde dann mit den oben hergestellten Plasmid pTET/Rz2113 (10 μg) vermischt mit 1 μg pZeo (Invitrogen, San Diego, USA) cotransfiziert . Damit konnten Zeocin resistente Klone mit dem Ribozym erhalten werden. Die Klone wurden in Kultur mit 0 , 4 mg/ml Zeocin und 1 μg/ l Tetrazyklin selektioniert und auf eine regulierte CEA-Expression hin mit Hilfe der FACS Analyse (FACStar plus, Becton-Dickinson) untersucht. Die HT29 Zellen wurden im übrigen in IMEM Medium (Life Technologies Inc., Gaithersburg, USA) versetzt mit 10% hitzeinaktiviertem foetalen Rinderserum und Glutamin bei 37°C und 5%C02 kultiviert.This clone was then co-transfected with the plasmid pTET / Rz2113 (10 μg) prepared above and mixed with 1 μg pZeo (Invitrogen, San Diego, USA). Zeocin-resistant clones with the ribozyme could thus be obtained. The clones were selected in culture with 0.4 mg / ml zeocin and 1 μg / l tetracycline and examined for regulated CEA expression using FACS analysis (FACStar plus, Becton-Dickinson). The HT29 cells were also cultured in IMEM medium (Life Technologies Inc., Gaithersburg, USA) mixed with 10% heat-inactivated fetal bovine serum and glutamine at 37 ° C and 5% CO 2.
Es wurde ein Klon HT29/Rz4 erhalten, bei dem die CEA Expression Tetrazyklin-abhängig reguliert wird. Diese Regulation war hier ca. 50% und beträgt im Allgemeinen mindestens 30%, bevorzugt mindestens 50%.A clone HT29 / Rz4 was obtained in which the CEA expression is regulated depending on the tetracycline. This regulation was about 50% here and is generally at least 30%, preferably at least 50%.
Bestimmung der ApoptoseDetermination of apoptosis
lxl0E6 Zellen wurden geerntet, zweimal mit 300 μl kaltem PBS, pH 7,4 gewaschen und dann in 100 μl Propidiumjodid/Annexin V- FITC Doppelfärbelösung (TACSTM Annexin V-FITC Protokoll, Trevigen, Gaithersburg, USA) gemäß Herstellerprotokoll gefärbt. Sie wurden für 15 min bei Raumtemperatur im dunkeln inkubiert. 400 μl 1-fach konzentrierter Bindungspuffer wurde dann zu der Zellsuspension gegeben und die Zellen wurde innerhalb einer Stunde mit dem Durchflusszytometer analysiert.Ixl0E6 cells were harvested, washed twice with 300 μl cold PBS, pH 7.4 and then stained in 100 μl propidium iodide / Annexin V-FITC double staining solution (TACSTM Annexin V-FITC protocol, Trevigen, Gaithersburg, USA) according to the manufacturer's protocol. They were incubated for 15 min at room temperature in the dark. 400 ul 1-fold concentrated binding buffer was then added to the cell suspension and the cells were analyzed with the flow cytometer within one hour.
Die Ergebnisse der Analyse sind in der Fig.4 dargestellt. Es ist deutlich zu erkennen, dass die HT29-Zellen mit einer erhöhten CEA-Expression (ohne Zugabe von Tetrazyklin zur Ribozymaktivierung) eine geringere Apoptoserate aufzeigen, wenn die Apoptose durch Zugabe von gamma- Interferon induziert wird. Hingegen weisen die Zellen mit erniedrigter CEA- Expression (nach Induktion des CEA-spezifischen Ribozyms durch Gabe von Tetrazyklin) eine wesentliche höhere Apoptoseempfindlichkeit auf. Dieses Ergebnis belegte, dass CEA (CEACAM5) konzentrationsabhängig und indirekt die Apoptosefähigkeit erniedrigt .The results of the analysis are shown in Fig.4. It can clearly be seen that the HT29 cells with an increased CEA expression (without the addition of tetracycline for ribozyme activation) show a lower apoptosis rate when apoptosis is induced by the addition of gamma-interferon. In contrast, the cells with reduced CEA expression (after induction of the CEA-specific ribozyme by administration of tetracycline) have a significantly higher sensitivity to apoptosis. This result showed that CEA (CEACAM5) decreases the ability to apoptosis, depending on the concentration and indirectly.
Nach den Ergebnissen der Daten wirken CEACAM-1 und CEA in HT29 antagonistisch (siehe folgend) .According to the results of the data, CEACAM-1 and CEA have an antagonistic effect in HT29 (see below).
Beispiel 4Example 4
Bedeutung der Expression von CEACAM-1 für die Apoptoseempfindlichkeit in Jurkat-ZellenImportance of CEACAM-1 expression for apoptosis sensitivity in Jurkat cells
Die Jurkat-Zelllinie ist eine Standardreporterzelllinie für Apoptose-Assays. Jurkat-Zellen sind selber CEACA -negativ. Für die Untersuchung der Bedeutung von CEACAM-1 für die Apoptose wurden Jurkat-Zellen mit der für transmembranöses CEACAM-1 kodierenden cDNA nach Standardmethoden transfiziert (BGP-Jurkat) . BGP-Jurkatzellen exprimieren CEACAM-1 auf ihrer Oberfläche, wie durch FACS-Analysen mit CEACAM-1-bindenden Antikörpern nachgewiesen werden kann. Gesamtproteinextrakte von BGP-Jurkat-Zellen weisen im Western-Blot eine reguläre CEACAM-1-Bande mit einem relativen Molekulargewicht von rund 160 kDa auf.The Jurkat cell line is a standard reporter cell line for apoptosis assays. Jurkat cells are themselves CEACA negative. To investigate the importance of CEACAM-1 for apoptosis, Jurkat cells were transfected with the cDNA coding for transmembrane CEACAM-1 using standard methods (BGP-Jurkat). BGP-Jurkat cells express CEACAM-1 on their surface, as can be demonstrated by FACS analyzes with CEACAM-1-binding antibodies. Total protein extracts from BGP-Jurkat cells have a regular CEACAM-1 band in the Western blot with a relative molecular weight of around 160 kDa.
BGP-Jurkat-Zellen wurden unter konstanten Zellkulturbedingungen in logarithmischer Wachstumsphase gehalten und entweder 4 oder 16 Stunden mit unterschiedlichen Antikörpern inkubiert . Es wurden verwendet :BGP-Jurkat cells were in logarithmic growth phase under constant cell culture conditions held and incubated for either 4 or 16 hours with different antibodies. The following were used:
- Klon 7D11 (10 μg/ml, gegen intrazelluläres ß-Catenin) als Negativkontrolle,- clone 7D11 (10 μg / ml, against intracellular ß-catenin) as a negative control,
- Klon CH11 (100 ng/ml, gegen humanes CD95) als Positivkontrolle,Clone CH11 (100 ng / ml, against human CD95) as a positive control,
- Klon 4D1.C2 (4μg/ml, spezifisch für humanes CEACAM-1)- clone 4D1.C2 (4μg / ml, specific for human CEACAM-1)
Die primären Antikörper wurden dem Medium jeweils für 24 Stunden zugesetzt. Nach Mediumwechsel wurde zur QuerVernetzung den Zellkulturen als sekundärer Antikörper polyklonales Ziege Anti-Maus Immunglobulin (15 μg/ml) dem Medium zugesetzt. Dem Ansatz mit anti-CD95 Antikörper CH11 (IgM) wurde kein sekundärer Antikörper zugesetzt. Nach einer Gesamtexperimentzeit von 80-96 Stunden wurden die Zellen nach Standardprotokollen mit Trypanblau und Propidium-Jodid gefärbt und die Zahl der toten bzw. der apoptotischen Zellen als geblindete Auswertung mikroskopisch gezählt. Alle Ansätze wurden in Dreifachbestimmungen durchgeführt und die Versuche unabhängig dreimal wiederholt. Die Ergebnisse der einzelnen Tests wurden statistisch nach dem Wilcoxon Rangtest ausgewertet . The primary antibodies were added to the medium for 24 hours each. After changing the medium, polyclonal goat anti-mouse immunoglobulin (15 μg / ml) was added to the cell cultures as a secondary antibody for cross-linking. No secondary antibody was added to the approach with anti-CD95 antibody CH11 (IgM). After a total experiment time of 80-96 hours, the cells were stained with trypan blue and propidium iodide according to standard protocols and the number of dead or apoptotic cells was counted microscopically as a blinded evaluation. All approaches were carried out in triplicate determinations and the experiments were repeated three times independently. The results of the individual tests were statistically evaluated according to the Wilcoxon rank test.
Humane Apoptose-Reporterzellen vom Typ Jurkat, die zuvor mit der für das transmembranöse CEACAM-1 kodierenden cDNA stabil transfiziert wurden, zeigen eine deutlich erhöhte Apoptose, wenn die CEACA -1-Moleküle auf der Oberfläche spezifisch durch den murinen monoklonalen anti-CEACAM-1 Antikörper mab 4D1C2 gebunden sowie durch einen anti-murinen Sekundärantikörper vernetzt werden. Der Sekundärantikörper sowie ein irrelevanter monoklonaler Antikörper (mab 7D11) lösen selbst keine Apoptose aus. In untransfizierten Jurkat- Zellen besitzen die Antikörper keinen Effekt. Als positive Kontrolle zeigt der anti-CD95 Antikörper mab CH11 in den CEACAM-1-exprimierenden sowie nicht-exprimierenden Zellen, dass Jurkatzellen apoptosesensitiv sind. Dieses Ergebnis belegt, dass CEACAMl ein Apoptosesignal senden kann. Da neben CEACAM-1 keine weiteren Mitglieder der CEACAM-Familie exprimiert werden, ist das Ergebnis spezifisch auf CEACAM-1 zurückzuführen und durch Bindung und Quervernetzung mittels CEACAM-1 Antikörpers mab 4D1C2 bzw. Sekundärantikörper auslösbar. Human apoptosis reporter cells of the Jurkat type, which had previously been transfected stably with the cDNA encoding the transmembrane CEACAM-1, show a significantly increased apoptosis if the CEACA-1 molecules on the surface are specifically affected by the murine monoclonal anti-CEACAM-1 Antibodies are bound to 4D1C2 and crosslinked by an anti-murine secondary antibody. The secondary antibody and an irrelevant monoclonal antibody (mab 7D11) do not trigger apoptosis itself. The antibodies have no effect in untransfected Jurkat cells. As a positive control, the anti-CD95 antibody mab CH11 in the CEACAM-1-expressing and non-expressing cells shows that Jurkat cells are apoptosis-sensitive. This result shows that CEACAM1 can send an apoptosis signal. Since no other members of the CEACAM family are expressed in addition to CEACAM-1, the result is specifically attributable to CEACAM-1 and can be triggered by binding and cross-linking using CEABAM-1 antibody mab 4D1C2 or secondary antibodies.
Beispiel 5Example 5
Bedeutung der modulierten Expression von CEACAM-1 für die Apoptoseempfindlichkeit in HT29-ZellenImportance of the modulated expression of CEACAM-1 for apoptosis sensitivity in HT29 cells
HT29-Zellen wurden 6 Stunden mit 500 U/ml Interferon-gamma behandelt . In einem zweiten Ansatz wurde ohne Interferonstimulation gearbeitet . Nach Mediumwechsel werden die Zellen mit primären Antikörpern wie in Beispiel 4 behandelt. Dies sind im einzelnen: mab 4D1C2 (anti-CEACAM-1; 4μg/ml) oder irrelevanter mab 7D11 (anti-ß-Catenin lμg/ml) . Als zweite Negativkontrolle wurde ein Ansatz ohne Antikörper mitgeführt. Nach Mediumwechsel wurde allen Zellansätzen sekundärer Antikörper (anti-Maus; 15μg/ml) zugegeben. Nach einer Gesamtexperimentdauer von 80-96 Stunden wurde die Apoptose mit Hilfe einer Standard-Propidiumjodidfärbung oder durch den Apoptose-ELISA der Firma RÖCHE Molecular Systems streng nach Herstellerprotokoll ermittelt. Alle Experimente wurden in Dreifachbestimmungen durchgeführt und dreifach unabhängig wiederhol . Die Daten wurden hinsichtlich ihrer Signifikanz im Wilcoxon Rangtest ausgewertet.HT29 cells were treated with 500 U / ml interferon gamma for 6 hours. In a second approach, no interferon stimulation was used. After changing the medium, the cells are treated with primary antibodies as in Example 4. These are: mab 4D1C2 (anti-CEACAM-1; 4μg / ml) or irrelevant mab 7D11 (anti-ß-catenin lμg / ml). As a second negative control, an approach without antibodies was carried out. After changing the medium, secondary antibodies (anti-mouse; 15 μg / ml) were added to all cell batches. After a For a total experiment duration of 80-96 hours, the apoptosis was determined using a standard propidium iodide stain or by the apoptosis ELISA from RÖCHE Molecular Systems, strictly according to the manufacturer's protocol. All experiments were performed in triplicate and repeated triplicately independently. The significance of the data was evaluated in the Wilcoxon rank test.
Das Ergebnis (Fig.5) bestätigt die Bedeutung von CEACAM-1 für die Apoptose und die Daten aus dem Jurkat-Reporterzellsystem. Daneben belegt das Experiment, dass die Empfindlichkeit gegenüber der Apoptoseauslösung zum einen von der Höhe der CEACAMl-Expression abhängt. Voraussetzung ist aber deren Quervernetzung und nicht eine alleinige Erhöhung der Zahl der CEACAM-1-Moleküle an der Zelloberfläche, wie die Apoptose in' stimulierten HT29 (schwarze Säule in "unbehandelte Kontrolle") zeigt. Auch unspezifische ImmunglobuUnvermittelte Adsorptionseffekte führen in stimulierten HT29 nicht zum Anstieg der Apoptose (schwarze Säulen in "irrelevanter Antikörper" und "anti-Maus IgG") . Diese Apoptoseraten entsprechen denen in den unstimulierten HT29- Zellen. Bei der basal niedrigen CEACAM-1-Expression in HT29 wird trotz Quervernetzung keine Erhöhung der Apoptose beobachtet, während in den Zellen höherer Expression eine Induktion der Apoptose beobachtet werden kann.The result (FIG. 5) confirms the importance of CEACAM-1 for apoptosis and the data from the Jurkat reporter cell system. In addition, the experiment shows that the sensitivity to apoptosis trigger depends on the one hand on the level of CEACAM1 expression. However, this requires their cross-linking and not an increase in the number of CEACAM-1 molecules on the cell surface alone, as apoptosis in ' stimulated HT29 (black column in "untreated control") shows. Even unspecific immunoglobulin-mediated adsorption effects do not lead to an increase in apoptosis in stimulated HT29 (black columns in "irrelevant antibody" and "anti-mouse IgG"). These apoptosis rates correspond to those in the unstimulated HT29 cells. With the basally low CEACAM-1 expression in HT29, no increase in apoptosis is observed despite crosslinking, while induction of apoptosis can be observed in the cells of higher expression.
Dieses Experiment belegt, dass neben der Höhe der CEACAM-1- Expression auch die Quervernetzung von weiterer Bedeutung für die Apoptoseempfindlichkeit der HT29-Zellen ist. Die Quervernetzung (die in-vi tro durch die Antikörpervernetzung ermöglicht ist) , wird in-vivo durch die Anwesenheit der Adhäsion der Moleküle der anderen Mitglieder der CEA-Familie in der Glykocalix gewährleistet. Beispiel 6This experiment shows that in addition to the level of CEACAM-1 expression, cross-linking is also of further importance for the sensitivity of the HT29 cells to apoptosis. The cross-linking (which is made possible in vitro by the antibody cross-linking) is ensured in vivo by the presence of the adhesion of the molecules of the other members of the CEA family in the Glykocalix. Example 6
Spezifische Heraufregulation von CEACAM-1 durch TNF-alphaSpecific upregulation of CEACAM-1 by TNF-alpha
HT29 Kolon-Karzinomzellen wurden 6 Stunden mit TNF-alpha (lOng/ml) inkubiert. Die Zellen wurden mikroskopisch auf Vitalität überprüft, lysiert, das Gesamtprotein isoliert und dieses elektrophoretisch getrennt . Pro Bahn wurden 8μg Protein aufgetrennt. Die Detektion wurde mit einem anti-CEA Antikörper und einem Anti-Maus-HRP gekoppelten Sekundärantikörper (Dianova, Hamburg, Germany) durchgeführt. Die Verwendung eines kreuzreagierenden anti-CEA Antikörpers wurde gewählt, um die Selektivität der Kandidatensubstanzen auf die Expression der einzelnen Antigene zu prüfen. Die Selektivität der Substanzwirkungen ist bedeutsam, da CEACAM-1 und -7 bzw. CEA und CEACAM-6 antagonistische Wirkungen auf die Apoptose besitzen können.HT29 colon carcinoma cells were incubated with TNF-alpha (10ng / ml) for 6 hours. The cells were examined microscopically for vitality, lysed, the total protein isolated and this separated electrophoretically. 8μg protein were separated per lane. The detection was carried out with an anti-CEA antibody and an anti-mouse HRP coupled secondary antibody (Dianova, Hamburg, Germany). The use of a cross-reacting anti-CEA antibody was chosen to test the selectivity of the candidate substances for the expression of the individual antigens. The selectivity of the substance effects is important because CEACAM-1 and -7 or CEA and CEACAM-6 can have antagonistic effects on apoptosis.
Die Proportionalität der Expression einzelner CEACAMs kann im Western Blot nach densitometrischer Auswertung (z.B. public domain NIH-Software IMAGE 1.6.1) quantifiziert werden. Die Identifikation der Antigene erfolgt im Blot durch Zuordnung zur relativen Molmasse. Die Molekülgrößen der einzelnen CEACAMs ist in der Literatur beschrieben. Der Blot wurde mit ß-Aktin (Sigma-Aldrich, Taufkirchen, Germany) normalisiert. Dieser Blot (Fig.6) wurde anschließend densitometrisch mit der NIH- Image-Software 1.6.1 ausgewertet.The proportionality of the expression of individual CEACAMs can be quantified in the Western blot after densitometric evaluation (e.g. public domain NIH software IMAGE 1.6.1). The antigens are identified in the blot by assignment to the relative molar mass. The molecular sizes of the individual CEACAMs are described in the literature. The blot was normalized with β-actin (Sigma-Aldrich, Taufkirchen, Germany). This blot (FIG. 6) was then evaluated densitometrically using the NIH image software 1.6.1.
Die Behandlung mit TNF-alpha zeigte nach 6 Stunden eine ca. 2-fache Heraufregulation von CEACAM-1 im Vergleich zur unbehandelten Probe (Spuren 1 und 2) . Diese Untersuchung zeigt die Möglichkeit der spezifischen Heraufregulation der CEACAM-1-Expression durch exogen zugegebene Substanzen ohne andere Proteine der CEACAM-Familie zu beeinflussen. Im Gegensatz zu dem TNFa zeigten andere Substanzen keine Wirkung auf die CEACAM-1-Expression:Treatment with TNF-alpha showed an approximately 2-fold upregulation of CEACAM-1 after 6 hours compared to the untreated sample (lanes 1 and 2). This investigation shows the possibility of the specific up-regulation of the CEACAM-1 expression by exogenously added substances without influencing other proteins of the CEACAM family. In contrast to TNFa, other substances had no effect on CEACAM-1 expression:
200nM Wortmannin (Calbiochem-Novabiochem, Nottingham, UK) wurde mit lxlOE6 Zellen/well (6-Well Platte) für 3, 8 oder 24 Stunden inkubiert. Nach Entfernen des Reagenz wurden die Zellen mit PBS gewaschen, anschließend die200nM Wortmannin (Calbiochem-Novabiochem, Nottingham, UK) was incubated with lxlOE6 cells / well (6-well plate) for 3, 8 or 24 hours. After removing the reagent, the cells were washed with PBS, then the
Gesamtproteinfraktion isoliert und über Western Blot Analysen wie beschrieben auf Änderungen der CEACAMl-Expression untersucht . Keine Änderungen in der Expression von Mitgliedern der CEA-Familie konnte festgestellt werden.Total protein fraction isolated and examined for changes in CEACAM1 expression as described by Western blot analysis. No changes in the expression of members of the CEA family could be found.
5xlOE5 Zellen wurden in einer T75-Flasche für 2 Tage kultiviert. Für den Versuch wurde 3μg/ml 5-Azacytidin (Sigma- Aldrich, Taufkirchen, Germany) verwendet. Ein Mediumwechsel mit 5-Azacytidin (3μg/ml) erfolgte am 3. Tag. Ein Mediumwechsel ohne 5-Azacytidin erfolgte am 4. Tag mit anschließender Kultivierung über Nacht. Ein Mediumwechsel mit 5-Azacytidin erfolgte am Tag 5 mit Kultivierung über Nacht. Ein Mediumwechsel ohne 5-Azacytidin erfolgte am Tag 6 mit Kultivierung über Nacht.5x10E5 cells were cultured in a T75 bottle for 2 days. 3 μg / ml 5-azacytidine (Sigma-Aldrich, Taufkirchen, Germany) was used for the experiment. A medium change with 5-azacytidine (3μg / ml) took place on the 3rd day. A medium change without 5-azacytidine took place on the 4th day with subsequent cultivation overnight. A medium change with 5-azacytidine took place on day 5 with cultivation overnight. A medium change without 5-azacytidine took place on day 6 with cultivation overnight.
Eine Proteinisolation wurde an Tag 7 durchgeführt . Die Proteine wurden im Western Blot untersucht. Hierzu wurde ein Antikörperklon mAk C1N3 (Prof. Dr. Kalthoff, Molekulare Onkologie der Chirurgischen Univeristätsklinik, Kiel, Germany) in einer Konzentration von 5μg/ml verwendet. Die Detektion geschah mittels Peroxidase-markierten anti-Maus Immunglobulins nach Standardprotokoll.Protein isolation was performed on day 7. The proteins were examined in a Western blot. For this purpose, an antibody clone mAb C1N3 (Prof. Dr. Kalthoff, Molecular Oncology of the Surgical University Clinic, Kiel, Germany) was used in a concentration of 5μg / ml. The detection was carried out using peroxidase-labeled anti-mouse immunoglobulin according to the standard protocol.
Der Antikörper gegen humanes ß-Aktin, der zur Normalisierung der Signale auf dem Western Blot verwendet wurde, wurde in einer Verdünnung von 1:10000 (v/v) eingesetzt und das Signal anschließend nach Standardprotokoll entwickelt . The antibody against human β-actin, which was used to normalize the signals on the Western blot, was used in a dilution of 1: 10000 (v / v) and the signal was then developed according to the standard protocol.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Identifizieren von Verbindungen, umfassend die Schritte1. A method of identifying connections comprising the steps
inkubieren einer Probe, die ein Gen(e) bzw. ein Genprodukt (e) der CEACAM-Familie exprimieren können mit einer oder mehreren Verbindungen; inkubieren einer zweiten Probe, die ein Gen(e) bzw. Genprodukt (e) der CEACAM-Familie exprimieren können in Abwesenheit der Verbindung (en) ; Vergleich der Expression des/der Gen(e) bzw. Genprodukt (e) der CEACAM-Familie in den Proben.incubating a sample which can express a gene (s) or a gene product (s) of the CEACAM family with one or more compounds; incubate a second sample that can express a gene (s) or gene product (s) of the CEACAM family in the absence of the compound (s); Comparison of the expression of the gene (s) or gene product (s) of the CEACAM family in the samples.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe Zellen umfasst.2. The method according to claim 1, characterized in that the sample comprises cells.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe Zelllinien umfasst.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the sample comprises cell lines.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2 , wobei Gewebezellen verwendet werden.4. The method according to claim 1 or 2, wherein tissue cells are used.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei als Probe gentechnisch veränderte Zellen verwendet werden.5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein genetically modified cells are used as a sample.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das/die Gen(e) bzw. Genprodukt (e) CEACAM-1, CEA, CEACAM- 6 und CEACAM-7 ist/sind.6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the gene (s) or gene product (s) is / are CEACAM-1, CEA, CEACAM-6 and CEACAM-7.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Gen bzw. Genprodukt CEACAM-1 und/oder CEACAM-7 ist. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the gene or gene product is CEACAM-1 and / or CEACAM-7.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Verbindung die Expression von CEACAM-1 und/oder CEACAM-7 bei Anwesenheit im Vergleich zur Abwesenheit erhöht .8. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the compound increases the expression of CEACAM-1 and / or CEACAM-7 in the presence compared to the absence.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Verbindung die Expression von CEA und/oder CEACAM-6 bei Anwesenheit im Vergleich zur Abwesenheit erniedrigt.9. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the compound lowers the expression of CEA and / or CEACAM-6 in the presence compared to the absence.
10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Verbindung die Expression von CEACAM-1 und/oder CEACAM-7 bei Anwesenheit im Vergleich zur Abwesenheit erhöht und gleichzeitig die Verbindung die Expression von CEA und/oder CEACAM-6 bei Anwesenheit im Vergleich zur Abwesenheit erniedrigt .10. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the compound increases the expression of CEACAM-1 and / or CEACAM-7 in the presence compared to the absence and at the same time the compound the expression of CEA and / or CEACAM-6 in the presence of Decreased compared to absence.
11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Bestimmung auf mRNA-Ebene erfolgt.11. The method according to any one of claims 1 to 10, wherein the determination is carried out at the mRNA level.
12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Bestimmung der Expression auf Proteinebene erfolgt.12. The method according to any one of claims 1 to 10, wherein the expression is determined at the protein level.
13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung mittels Messung der Apoptoserate erfolgt.13. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the determination is carried out by measuring the apoptosis rate.
14. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Verbindungen, die eine Vernetzung der CECAM-Moleküle bewirken, identifiziert werden.14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that compounds which cause crosslinking of the CECAM molecules are identified.
15. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen Antikörper oder Polymere sind.15. The method according to claim 14, characterized in that the compounds are antibodies or polymers.
16. Verbindungen, die eine Alteration der Expression von einem Gen(en)bzw. Genprodukt (en) eines Mitglied/Mitgliedern der CEACAM-Familie in Zellen regulieren, auf ein Niveau, wie es in Zellen vorhanden ist, die keine Dysregulation aufzeigen und diese dysregulierten Zellen nach Regulation durch die Verbindung eine höhere Apoptosesuszeptibilität in Vergleich zu den Zellen aufzeigen, die nicht der Verbindung ausgesetzt wurden.16. Compounds that alter the expression of a gene (s) or. Gene product (s) of a member (s) of the CEACAM family in cells regulate, to a level which is present in cells which do not show any dysregulation and these dysregulated cells after regulation by the compound show a higher apoptosis susceptibility compared to the cells which have not been exposed to the compound.
17. Verbindung gemäß Anspruch 16 ausgewählt aus der Gruppe von Peptiden, wie Oligo- oder Polypeptiden, Proteine, Zytokine, Kohlehydrate, Antikörper, Polymeren und kleinen Molekülen, mit einem Molekulargewicht zwischen 50 und 1000 Da.17. A compound according to claim 16 selected from the group of peptides such as oligo- or polypeptides, proteins, cytokines, carbohydrates, antibodies, polymers and small molecules, with a molecular weight between 50 and 1000 Da.
18. Verbindung gemäß einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung die Expression von CEACAM-1 und/oder CEACAM-7 erhöht.18. A compound according to any one of claims 16 or 17, characterized in that the compound increases the expression of CEACAM-1 and / or CEACAM-7.
19. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung die Expression von CEACAM-6 und/oder CEA erniedrigt.19. The method according to any one of claims 16 or 17, characterized in that the compound lowers the expression of CEACAM-6 and / or CEA.
20. Verbindung gemäß einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung die Expression von CEACAM-1 und/oder CEACAM-7 erhöht und dass die Verbindung die Expression von CEACAM-6 und/oder CEA erniedrigt .20. A compound according to any one of claims 16 to 19, characterized in that the compound increases the expression of CEACAM-1 and / or CEACAM-7 and that the compound lowers the expression of CEACAM-6 and / or CEA.
21. Pharmazeutische Zusammensetzungen enthaltend als wirksame Verbindung ein oder mehrere Verbindungen gemäß Anspruch 16 oder 20.21. Pharmaceutical compositions containing as active compound one or more compounds according to claim 16 or 20.
22. Verwendung einer Verbindung gemäß einem der Ansprüche 16 bis 20 zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur präventiven Behandlung von Tumoren. 22. Use of a compound according to any one of claims 16 to 20 for the manufacture of a pharmaceutical composition for the preventive treatment of tumors.
23. Verwendung gemäß Anspruch 22, wobei der Tumor ein Tumor des Gastrointestinums ist.23. Use according to claim 22, wherein the tumor is a tumor of the gastrointestinal.
24. Verwendung gemäß Anspruch 22 oder 23, wobei der Tumor ein Kolonkarzinom ist.24. Use according to claim 22 or 23, wherein the tumor is a colon carcinoma.
25. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 22 bis 23, wobei die Individuen eine Prädisposition für die Entwicklung von Tumoren haben.25. Use according to any one of claims 22 to 23, wherein the individuals have a predisposition to the development of tumors.
26. Kit zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15.26. Kit for performing the method according to one of claims 1 to 15.
27. Testsystem zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15.27. Test system for performing the method according to one of claims 1 to 15.
28. Diagnostisches Verfahren zur Erkennung von Tumorvorläuferzellen umfassend den Schritt der Bestimmung der Expression von einem Mitglied/Mitgliedern der CEACAM-Familie in einer Probe.28. A diagnostic method for the detection of tumor precursor cells comprising the step of determining the expression of a member (s) of the CEACAM family in a sample.
29. Diagnostisches Verfahren gemäß Anspruch 28, wobei die Probe ein Zellhomogenat oder ein Gewebeschnitt ist.29. The diagnostic method according to claim 28, wherein the sample is a cell homogenate or a tissue section.
30. Diagnostisches Verfahren gemäß Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Expression von CEACAM- 1, CEACAM-6, CEACA -7 und/oder CEA bestimmt wird.30. Diagnostic method according to claim 28 or 29, characterized in that the expression of CEACAM-1, CEACAM-6, CEACA -7 and / or CEA is determined.
31. Verfahren gemäß Anspruch 28 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Expression von CEACAM-1 oder CEACAM-7 bestimmt wird.31. The method according to claim 28 or 30, characterized in that the expression of CEACAM-1 or CEACAM-7 is determined.
32. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Erniedrigung der CEACAM-1 und/oder der CEACAM-7 Expression bestimmt wird und/oder dass die Erhöhung der CEACAM-6 und/oder CEA Expression, bestimmt wird.32. The method according to any one of claims 28 to 31, characterized in that the lowering of the CEACAM-1 and / or the CEACAM-7 expression is determined and / or that the increase in CEACAM-6 and / or CEA expression is determined.
33. Diagnostisches Kit umfassend Komponenten zur Bestimmung der Expression von einem Mitglied/Mitgliedern der CEACAM-Familie . 33. Diagnostic kit comprising components for determining the expression of a member (s) of the CEACAM family.
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