RT Dissertation/Thesis
T1 Untersuchungen zum molekularen Wirkmechanismus des Radioprotektors O-Phospho L-Tyrosin : Wechselwirkungen von Phosphotyrosin mit Aktivierungsprozessen des epidermalen Wachstumsfaktorrezeptors
A1 Wanner,Gabriele
WP 2008/11/26
AB Zusammenfassung
Krebs ist nach Herz-Kreislauferkrankungen die häufigste Todesursache in Deutschland. Die Fünf-Jahres-Überlebensrate liegt im Durchschnitt bei 35% bis 45% und resultiert unter anderem aus der Behandlung mit ionisierender Strahlung.
Die Strahlentherapie ist neben chirurgischen Eingriffen und chemotherapeutischen Methoden eine der wichtigsten Behandlungsarten onkologischer Erkrankungen. Trotz technischer Präzisierung und modernster Behandlungsplanung wirkt die bislang unvermeidliche Schädigung des tumorumgebenden Normalgewebes Dosis limitierend und kann zu akuten und späten Normalgewebsreaktionen und damit assoziierten Nebenwirkungen führen. Zum Schutz des gesunden Gewebes im Strahlenfeld können Radioprotektoren eingesetzt werden, die spezifisch Normalgewebe, nicht aber Tumorgewebe vor strahleninduzierten Effekten schützen sollen. Die damit verbundene Dosiseskalation bei verbesserter Strahlentoleranz des umliegenden Normalgewebes hat eine Senkung der Nebenwirkungsrate und eine erhöhte Tumorkontrolle zur Folge.
In der vorliegenden Arbeit wurde der molekulare Wirkmechanismus des Radioprotektors 
O-Phospho L-Tyrosin (pTyr) untersucht und die damit assoziierte Modulation der strahleninduzierten Effekte auf verschiedene Signalkaskaden beobachtet. 
Es konnte gezeigt werden, dass eine Vorinkubation normaler Hautfibroblasten mit pTyr zu einer signifikanten Erhöhung der klonogenen Überlebensrate nach Bestrahlung führt und somit radioprotektiv wirkt. Diese pTyr-vermittelte Radioprotektion erwies sich als abhängig von der Verfügbarkeit des Tumorsupressors TP53. Nur Zellen mit wildtyp-TP53-Status zeigten nach einer pTyr Behandlung den radioprotektierten Effekt. Da ein Großteil humaner Tumoren ein funktionell mutiertes TP53 aufweist, kommen über 50% der Tumoren für eine Kombinationsbehandlung mit pTyr und Bestrahlung in Frage.
Erste Vorarbeiten zum pTyr-induzierten molekularen Wirkmechanismus zeigten eine Interaktion zwischen pTyr und der EGFR-assoziierten Signalkaskade, welche einen positiven Einfluss auf die strahleninduzierte DNS-Reparatur hat (Dittmann et al., JBC 2005).
Basierend auf diesen Daten wurde in der vorliegenden Arbeit der Einfluss einer pTyr Behandlung auf molekularer Ebene untersucht und folgende Resultate erzielt:
1.Eine pTyr-Behandlung stimuliert die Akkumulation des EGFR im Zellkern, welche mit einer Stimulierung der DNA-PK-abhängigen DNS-Reparatur (NHEJ) gekoppelt ist. 
2.Eine pTyr-vermittelte Stimulierung der DSB-DNS-Reapraturprozesse geschieht in Anhängigkeit von funktionell verfügbarem Tumorsupressor TP53.
3.Der Phosphorylierungszustand des  EGFR im Zellkern wird durch eine Behandlung mit pTyr und ebenso durch ionisierende Strahlung am Threoninrest 654 moduliert. Diese Phosphorylierung spielt eine wesentliche Rolle bei der nukleären Akkumulation des EGFR.
4.Die für die pTyr- und strahlenvermittelte Phosphorylierung am T654 des EGFR verantwortliche Proteinkinase C ist die Isoform ε im Zellkern.
5.Die Aktivierung der nukleären PKCε ist essentiell für die EGFR-assoziierte Stimulierung der DNA-PK-abhängigen DNS-Reparatur.
6.Die für die pTyr- und strahleninduzierte Aktivierung der PKCε in Frage kommende Signalkomponente ist Diacylglycerol, welches durch die Diacylglycerolkinase θ limitierend reguliert wird.
7.Die Erzeugung von Diacylglycerol durch Hydrolyse von Phosphoinositol Bisphosphat kann durch pTyr-Behandlung und Strahlung stimuliert werden.
8.pTyr stimuliert die Bindung des kernständigen EGFR und der phosphorylierten DNA-PK an die DNS nach Bestrahlung .
Ziel dieser Arbeit war die Identifikation der molekularen Eckpunkte einer pTyr-Behandlung, um den Gedanken eines klinischen Einsatzes von Phosphotyrosin im Rahmen einer radioonkologischen Behandlung voranzutreiben. Aus den vorliegenden Daten lässt sich schließen, dass eine pTyr-Behandlung in Kombination mit Bestrahlung bei der Behandlung TP53-mutierter Tumoren einen signifikanten Vorteil aufweist und die positive Beeinflussung von DNS-Reparaturprozessen zu einem verbesserten Überleben des tumorumliegenden Normalgewebes beiträgt.
Des weiteren trägt diese Arbeit ihren Teil dazu bei sowohl strahlenvermittelte als auch radioprotektive Signalwege genauer zu verstehen und somit ein besseres Verständnis für die Vorgänge in einer Zelle nach Bestrahlung und der damit gekoppelten Überlebenssignale zu erlangen.


K1 Epidermaler Wachstumsfaktor-Rezeptor
K1 Proteinkinase C
K1 Ionisierende Strahlung
K1 DNS-Reparatur
PP Hohenheim
PB Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
UL http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2008/308