Ewing tumors (ET) comprise the second most common type of bone-associated sarcomas in children and adolescents and are characterized by oncogenic EWS/FLI1 fusion proteins and early metastasis. Using comprehensive microarray analyses and RNA interference this study identified the six-transmembrane epithelial antigen of the prostate 1 (STEAP1) - a membrane-bound mesenchymal stem cell marker of unknown function - as a highly expressed protein in ET compared to benign tissues and shows its regulation by EWS/FLI1. Knockdown of STEAP1 reduced proliferation, anchorage-independent colony-formation as well as invasiveness of ET cells in vitro and decreased tumor growth and metastasis of ET xenografts in vivo. Moreover, transcriptome and proteome analyses as well as functional studies revealed that STEAP1 expression correlates with oxidative stress responses and elevated levels of reactive oxygen species (ROS) that in turn are able to regulate redox-sensitive and pro-invasive genes via interferon-independent activation of signal transducer and activator of transcription (STAT1). As compelling evidence suggests that elevated levels of intracellular oxidative stress can on the one hand contribute to enhanced aggressiveness of numerous cancers, but on the other hand can increase the susceptibility of cancer cells toward chemotherapeutics and radiotherapy, membranous and cytoplasmic STEAP1 expression was analyzed in 114 primary pre-chemotherapy ET by immunohistochemistry and compared with clinical parameters and patient outcome. This analysis showed that 87.7% of the samples displayed detectable STEAP1 expression. High membranous and cytoplasmic STEAP1 expression was found in 53.5% and 25.4%, respectively, without correlation of both parameters. Especially combined high membranous and cytoplasmic STEAP1 expression, but also exclusive membranous STEAP1 immunoreactivity correlated with improved overall survival (p = 0.021). Accordingly, low membranous STEAP1 expression was identified as an independent risk factor in multivariate analysis (HR 2.65, p = 0.036), whereas very high STEAP1 expression was associated with excellent overall survival and an increased susceptibility of ET cell lines toward chemotherapy. In synopsis, these data suggest that STEAP1 is associated with the invasive behavior and oxidative stress phenotype of ET and point to a hitherto unanticipated oncogenic function of STEAP1 in ET. In addition, this study proves that high membranous STEAP1 expression can predict improved patient outcome, possibly caused by enhanced ROS-mediated chemosensitivity, and thus may help to define a specific sub-group of ET patients, who might benefit from adapted conventional therapy regimens and targeted delivery of ROS-dependent therapeutics to their STEAP1 expressing tumor cells.     «

Ewing tumors (ET) comprise the second most common type of bone-associated sarcomas in children and adolescents and are characterized by oncogenic EWS/FLI1 fusion proteins and early metastasis. Using comprehensive microarray analyses and RNA interference this study identified the six-transmembrane epithelial antigen of the prostate 1 (STEAP1) - a membrane-bound mesenchymal stem cell marker of unknown function - as a highly expressed protein in ET compared to benign tissues and shows its regulatio...     »

Ewing Tumore (ET) sind die zweithäufigsten Knochen-assoziierten Sarkome im Kindes- und Jugendalter. Sie zeichnen sich durch onkogene EWS/FLI1 Fusionsproteine und ihre starke Neigung zur frühen Metastasierung aus. Mithilfe umfassender Microarrayanalysen und RNA Interferenz konnte in der vorliegenden Arbeit das six-transmembrane epithelial antigen of the prostate 1 (STEAP1) – ein membranständiger Marker für mesenchymale Stammzellen mit unbekannter Funktion – als ein im Vergleich zum Normalgewebe hochgradig überexprimiertes Protein in ET identifiziert werden, das von EWS/FLI1 reguliert wird. Der knockdown von STEAP1 reduziert die Proliferation, die Kontakt-unabhängige Koloniebildung und die Invasivität von ET Zellen in vitro und vermindert das Wachstum und die Metastasierung von ET in einem in vivo Xenotransplantationsmodell. Darüber hinaus konnten durch Transkriptom- und Proteomanalysen sowie durch funktionelle Untersuchungen gezeigt werden, dass die STEAP1 Expression mit oxidativen Stressantworten und der intrazellulären Menge an reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) korreliert. Diese ROS waren ihrerseits in der Lage redox-sensitive und pro-invasive Gene über eine Interferon-unabhängige Aktivierung des Proteins signal transducer and activator of transcription 1 (STAT1) zu regulieren. Da zahlreiche Untersuchungen belegen, dass eine Erhöhung der intrazellulären ROS einerseits die Aggressivität vieler Krebsarten verstärkt, jedoch andererseits auch ihre Empfindlichkeit gegenüber Chemo- und Radiotherapie steigert, wurde die membranöse und zytoplasmatische STEAP1 Expression in 114 Therapie-naiven ET mittels Immunhistochemie untersucht und die jeweilige STEAP1 Expressionshöhe mit klinischen Parametern und dem Gesamtüberleben verglichen. Diese Untersuchungen ergaben, dass 87.7% der ET eine messbare STEAP1 Expression aufweisen. Eine hohe membranöse und zytoplasmatische STEAP1 Expression wurde in 53.5% bzw. 25.4% beobachtet. Eine Korrelation beider Parameter bestand dabei nicht. Mit einem verbesserten Gesamtüberleben korrelierte insbesondere die kombinierte hohe membranöse und zytoplasmatische Expression von STEAP1 (p = 0.021). Dementsprechend wurde die niedrige membranöse STEAP1 Expression in einer mutivariaten Analyse als unabhängiger Risikofaktor identifiziert (HR 2.65, p = 0.036), wohingegen eine hohe STEAP1 Expression mit einem sehr guten Gesamtüberleben und einer vermehrten Empfindlichkeit von ET Zellinien auf Chemotherapie verbunden war. Insgesamt belegen diese Ergebnisse, dass STEAP1 mit dem invasiven Verhalten und dem oxidativen Stressphänotyp von ET assoziiert ist und weisen auf eine bislang unbekannte onkogene Funktion von STEAP1 im ET hin. Zusätzlich demonstriert diese Studie, dass eine hohe membranöse STEAP1 Expression ein verbessertes Gesamtüberleben vorhersagen kann, was möglicherweise durch eine verbesserte ROS-vermittelte Chemosensitivität verursacht wird. Deshalb könnte STEAP1 als definierender Biomarker für eine spezifische Patientensubgruppe dienen, die von adaptierten konventionellen Therapieprotokollen und einer zielgerichteten Addressierung von ROS-abhängigen Therapeutika an die Zellen ihrer ET profitieren könnte.     «

Ewing Tumore (ET) sind die zweithäufigsten Knochen-assoziierten Sarkome im Kindes- und Jugendalter. Sie zeichnen sich durch onkogene EWS/FLI1 Fusionsproteine und ihre starke Neigung zur frühen Metastasierung aus. Mithilfe umfassender Microarrayanalysen und RNA Interferenz konnte in der vorliegenden Arbeit das six-transmembrane epithelial antigen of the prostate 1 (STEAP1) – ein membranständiger Marker für mesenchymale Stammzellen mit unbekannter Funktion – als ein im Vergleich zum Normalgewebe h...     »