TY  - THES
T1  - Der Einfluss des Stammzellmarkers ALDH und des EGFR-PI3 Kinase-Akt Signalwegs auf die Strahlenresistenz humaner Tumorzelllinien
A1  - Mihatsch,Julia
Y1  - 2015/03/03
N2  - Krebserkrankungen sind weltweit die zweithäufigste Todesursache in Industrie-nationen. Neben der chirurgischen Entfernung und chemotherapeutischen Behandlung des Tumors ist Bestrahlung die wichtigste Therapieform, die heutzutage ca. 60% der Patienten erhalten. Diese sprechen allerdings unterschiedlich auf die Strahlentherapie an. Auf der einen Seite gibt es gut heilbare Patienten mit relativ strahlensensiblen Tumoren. Andererseits jedoch kann Patienten mit sehr strahlen-resistenten Tumoren mittels Bestrahlung meist nicht geholfen werden. Der strahlenresistente Phänotyp bestimmter Zellen eines Tumors ist schuld an der Erfolglosigkeit der Therapie bzw. das Nicht-Ansprechen darauf. Man nimmt an, dass das Ergebnis der Therapie hauptsächlich davon abhängt, wie hoch das Potential der Strahlung ist, Wachstum, Proliferation und Überleben ganz bestimmter Krebszellen zu kontrollieren. Diese Zellen werden Tumorstammzellen (TSZ) oder Tumor-initiierende Zellen genannt. Basierend auf experimentellen Studien geht man davon aus, dass der Anteil von TSZ am Tumorvolumen in unterschiedlichen Tumorentitäten variiert, und im Allgemeinen relativ gering ist. Laut der Tumorstammzell-Hypothese hängt die individuelle Strahlenantwort von Tumoren von TSZ ab, da diese anscheinend langsam replizierenden Zellen die Fähigkeit besitzen, Tumore (also auch Rezidive) zu initiieren, sowie - wie normale Stammzellen - die Fähigkeit, sich selbst zu erneueren und die heterogenen Abstam-mungslinien eines Tumors zu generieren. 
In der Strahlentherapie spielt neben der Existenz von TSZ auch die strahlenindu-zierte Aktivierung des Epidermalen Wachstumsfaktorrezeptors (EGFR) und seinen downstream Signalkaskaden, wie z.B. dem Phosphoinositid-3 Kinase (PI3K)/Akt Signalweg, dem mitogen-activated protein kinase (MAPK) Signalweg und dem JAK/STAT Signalweg eine wichtige Rolle. Hierbei ist der PI3K/Akt Signalweg zentral für das Überleben von Tumorzellen nach Bestrahlung. Die Aktivierung von Akt führt zur Aktivierung der katalytischen Untereinheit der DNA-abhängigen Proteinkinase (DNA-PKcs). Dieses Enzym ist maßgeblich an der Reparatur von strahleninduzierten DNA-Doppelstrangbrüchen durch das Nicht-homologe end joining (NHEJ) beteiligt. 
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Rolle von TSZ für die Strahlenresistenz radioselektierter Klone von nicht-kleinzelligen Lungenkarzinomzellen (NSCLC) und Brustkrebszellen zu untersuchen. Des Weiteren sollte die Beteiligung des EGFR-abhängigen PI3K/Akt/DNA-PKcs Signalings an möglicherweise TSZ-vermittelter Strahlenresistenz beleuchtet werden. Folgende Ergebnisse wurden erzielt:
1) Es konnten strahlenresistente Tumorzellpopulationen der Linien A549 (NSCLC) und SK-BR-3 (Brustkrebs) mittels eines Radioselektionsprozesses in vitro isoliert werden.
2) Radioselektierte Zellen zeigten eine verlängerte Verdopplungszeit sowie eine verringerte Koloniebildungseffizienz, was wahrscheinlich der Biologie von TSZ entspricht.
3) Von den untersuchten potentiellen TSZ-Markern CD133, Oct-4, Sox2 und Aldehyd-Dehydrogenase (ALDH) war einzig die Expression des embryo-nalen Stammzellmarkers Oct-4 in den radioselektierten Brustkrebszellen SK-BR-3 erhöht. Für A549 Zellen konnte jedoch gezeigt werden, dass eine erhöhte Aktivität der ALDH, nicht aber eine veränderte Proteinexpression, in Zusammenhang mit Strahlenresistenz steht.
4) Weiterhin konnte in Bezug auf diese Strahlenresistenz ein Zusammenhang zwischen ALDH-Aktivität und PI3K-Signalweg hergestellt werden.
5) Mittels siRNA konnte eine gegensätzliche Wirkung von ALDH1 und ALDH2 auf das Überleben von Tumorzellen nach Bestrahlung gezeigt werden. Während die ALDH1-Expression einen Vorteil für die untersuchten Zellen darstellte, bedeutete die ALDH2-Expression hier einen Nachteil.
6) Die Strahlenresistenz der radioselektierten A549 Zellen wurde teilweise durch eine EGFR/PI3K/DNA-PKcs-abhängige DNA-Doppelstrangbruch-reparatur vermittelt.
Aufgrund der in dieser Studie erzielten Ergebnisse lässt sich schlussfolgern, dass das gezielte Targeting des PI3K/Akt Signalwegs und der ALDH1 wichtige Vorgehensweisen in der Überwindung TSZ-vermittelter Resistenz von Tumoren während der Strahlentherapie darstellen könnten.
KW  - Epidermaler Wachstumsfaktor-Rezeptor
KW  - Strahlenresistenz
KW  - EGFR-PI3K Signalweg
KW  - PI3 Kinase
CY  - Hohenheim
PB  - Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
AD  - Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
UR  - http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2015/1052
ER  -