Fluoreszenz-Assay zur Charakterisierung von Regulatoren des α2β1-Integrin-Rezeptors

Integrine sind attraktive Marker und Targets für verschiedene Erkrankungen. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Fluoreszenz-Assay können Regulatoren von Integrinen identifiziert und deren Einfluss auf die Expression und Lokalisierung der Integrine bestimmt werden.  

Integrine sind wichtige Adhäsionsrezeptoren auf der Oberfläche von Zellen, wo sie mit einer Vielzahl extrazellulärer Moleküle interagieren. Integrine sind daher beteiligt an wichtigen zellulären Prozessen wie Signaltransduktion, Zellmigration oder Differenzierung. Die Verfügbarkeit und Funktionalität von Integrinen an der Zelloberfläche hängt nicht nur von ihrem Expressionsniveau, sondern auch ihrem Transport aus dem Zellinneren an die Oberfläche, der Verweilzeit an der Oberfläche sowie der Internalisierung und die letztendliche Degradation des Rezeptors.

Das humane Integrin-Protein α2β1, bei welchem sich die Integrine α2 und β1 zu einem Heterodimer zusammenlagern, ist ein Rezeptor für Laminin, Kollagen und Fibronectin. α2β1 ist an zahlreichen Prozessen beteiligt, u.a. Hämostasis, Organ-Morphogenese, Angiogenese oder der Blutplättchen-aggregation. Neben den vielfältigen biologischen Funktionen stehen Integrine auch in Zusammenhang mit verschiedenen Erkrankungen und sind daher attraktive therapeutische Targets. Hierbei sind eine veränderte Zelladhäsion sowie Zellmigration Kennzeichen für abnormale zelluläre Prozesse, insbesondere bei dem Entstehen und Metastasierung von Krebszellen. Entsprechend können Integrine, insbesondere abweichende Expressionsmuster und Verhaltensweisen, in der Diagnostik als Indikatoren für das Auftreten verschiedener Erkrankungen herangezogen werden. Darüber hinaus ist für α2β1 bekannt, dass der Rezeptor auch als starker Tumor-Suppressor wirkt, entsprechend ist der Rezeptor interessant ist für die Prävention und Behandlung von Krebserkrankungen. Trotz dieser verschiedenen Aspekte ist recht wenig bekannt über verschiedenen biologischen Aspekten des Moleküls, insbesondere über die Prozesse zwischen Herstellung des Proteins innerhalb der Zelle, dessen Präsentation auf der Zelloberfläche und was nach der Internalisierung des Rezeptors passiert.

Wissenschaftler der Universität Heidelberg haben einen Fluoreszenzmikroskop-basierten Assay entwickelt zur systematischen Identifikation und Untersuchung potentieller Regulatoren für Integrine, insbesondere des α2β1-Rezeptors. Mit der erfindungsgemäßen Methode ist es möglich Gene, Genprodukte und andere Modulatoren jeglicher Art, d. h. von Proteinen, Nukleinsäuren und/oder chemischen Wirkstoffen, zu bestimmen und zu untersuchen. Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch den fluoreszenzspektroskopischen Vergleich der Menge an detektierbaren Integrinen im normalen Zustand sowie nach Einwirkung eines Modulators, welcher die Expression, die Lokalisierung und/oder das Trafficking des Integrins beeinflusst. Die erfindungsgemäße Methode ist schnell, einfach automatisierbar, hochdurchsatzfähig und zeichnet sich durch zuverlässige und aussagekräftige Ergebnisse aus.

• Integrine als geeignete Marker (für z.B. Krebserkrankungen) und attraktive therapeutische Tragets
• Vielfältig anwendbar bei allen Erkrankungen mit Bezug zu Integrin-vermittelter Zelladhäsion, wie Krebs oder Thrombosen
• Methode schnell, einfach und zuverlässig durchführbar
• Automatisierbar für Hochdurchsatz-Anwendungen

Die Methode eignet sich daher zur Diagnostik und Therapie einer breiten Palette von Erkrankungen, die in Zusammenhang mit Integrin-vermittelter Zelladhäsion stehen. Mögliche Anwendungsfelder sind insbesondere Krebserkrankungen, aber auch Thrombose, Arteriosklerose, Schlaganfälle, Störung der Wundheilung oder Arthritis.