Interagierende Zellen können Membranstücke austauschen. Dieses Phänomen ermöglicht es, dass funktionelle Oberflächenmoleküle sowie Membran-assoziierte Komponenten der intrazellulären Signalkaskaden (wie beispielsweise Ras) von einer Zelle auf eine andere übertragen werden und dort ein Signal auslösen. Endothelzellen bilden eine Schicht im menschlichen Körper, die das Blut oder die Lymphflüssigkeit vom Gewebe trennt. Sie spielen eine wichtige Rolle bei Entzündungsprozessen sowie in der Metastasierung, wo Leukozyten bzw. Tumorzellen durch das Endothel wandern, um ins Gewebe einzudringen. In dieser Master Arbeit wurde der Transfer von Membran-assoziierten, onkogenen Ras Molekülen von Lymphomzellen (Jurkat Zellen) auf interagierende Endothelzellen untersucht. Es wurden Transmigrationsversuche und Co-Kulturexperimente mit Endothelzellen und stabil transfizierten Jurkat Zellen durchgeführt, die verschiedene EGFP-markierte Ras Proteine exprimierten. Endothelzellen wurden entweder mittels Durchflusszytometrie oder konfokaler Lasermikroskopie untersucht, um die Aufnahme eines EGPF-Ras Moleküls nachzuweisen. Der Austausch der Proteine konnte bereits nach 15 Minuten detektiert werden, war nach 1 Stunde maximal und die übertragenen Proteine hatten eine Halbwertszeit von 24 Stunden. Die transferierten EGFP-Ras Moleküle zeigten sowohl Membranverankerung als auch intrazelluläre Ausrichtung in den Endothelzellen. Der Mechanismus des Transfers basierte (zumindest zu einem Großteil) auf Trogozytose, wie durch den Austausch von ganzen Membranstücken unter Zell-Zell Kontakt und Beteiligung des Aktinzytoskeletts gezeigt werden konnte. Ein verstärktes Ras-Raf-MEK-ERK Signal nach Transfer der konstitutiv aktiven Ras Moleküle in Endothelzellen konnte nicht nachgewiesen werden. Im Rahmen dieser Master Arbeit wurde demnach der Transfer von onkogenen Ras Molekülen von Jurkat Zellen auf Endothelzellen gezeigt und mechanistisch charakterisiert. Die Analyse der Funktionalität des übertragenen Moleküls erfordert weitere Untersuchungen.

Interacting cells are capable of exchanging entire membrane patches. Thus, functional surface molecules as well as membrane-associated components of the intracellular signaling cascade (e.g. Ras) may transfer from one cell to the other to initiate intracellular signals in the recipient cell. Endothelial cells (ECs) form a barrier in the human body between blood/lymph and tissue and play a major role in inflammatory and metastatic processes where leukocytes or tumor cells have to pass the endothelium to invade the tissue. In this context, we aimed to investigate the transfer of membrane-associated, oncogenic Ras signaling molecules from T-lymphoma cells (Jurkat cells) to interacting ECs. In the course of this master study, trans-migration and co-culture experiments of ECs with transfected Jurkat clones stably expressing EGFP-Ras fusion proteins were conducted and led to the following results: The exchange occurred within 15 minutes, peaked after 1 hour and the proteins had an approximate half-life of 24 hours. Acquired proteins were incorporated into the EC membrane with intracellular orientation. The mechanism of transfer was (at least in part) based on trogocytosis which was illustrated by the exchange of entire membrane patches via direct cell-to-cell contact involving the actin cytoskeleton. To conclude the project, one functional experiment was conducted which failed to detect enhanced Ras-Raf-MEK-ERK signaling in recipient ECs upon transfer of mutant EGFP- Ras protein. In summary, transfer of oncogenic Ras from Jurkat lymphoma to endothelial cells was readily observed and characterized at the mechanistic level. Assessment of functional consequences requires further investigation.