Dokument: Veränderungen zellulärer Nukleotidkonzentrationen nach in-vitro-Blockierung der mitochondrialen Atmungskette

Titel:	Veränderungen zellulärer Nukleotidkonzentrationen nach in-vitro-Blockierung der mitochondrialen Atmungskette
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=3543
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20101130-103134-7
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Dadak, Mete [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 867,4 KB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragende:	Prof. Dr. Gattermann, Norbert [Gutachter] PD Dr. Wessalowski, Rüdiger [Gutachter]
Stichwörter:	Nukleotidkonzentrationen, mitochondriale, Atmungskette, Blockierung, Dihydroorotatdehydrogenase, DHODH, Knochenmarkszellen, MDS
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibung:	Myelodysplastische Syndrome (MDS) sind erworbene klonale Knochenmarkerkrankungen, die hauptsächlich im höheren Lebensalter auftreten. Sie sind durch ineffektive Hämatopoese und dementsprechend durch einen Mangel an reifen Blutzellen gekennzeichnet. Im Knochenmark finden sich dysplastische Veränderungen, zu denen auch eine pathologische Eisenüberladung der Mitochondrien in den Erythroblasten gehört. Dies deutet darauf hin, dass mitochondriale Defekte, ausgelöst durch altersabhängig auftretende Mutationen der mitochondrialen DNA, zum Phänotyp der myelodysplastischen Syndrome beitragen. Zu diesem Phänotyp gehören auch megaloblastäre Veränderungen, die auf einen Defekt der Nukleotidsynthese mit konsekutiver Störung der DNA-Replikation hinweisen. Die Ursache hierfür ist jedoch unklar, da bei MDS kein Folsäure- oder Vitamin-B12-Mangel vorliegt. Möglicherweise beruhen die megaloblastären Veränderungen ebenfalls auf einer mitochondrialen Störung. Ein wichtiges Enzym der de-novo-Pyrimidinsynthese, die Dihydroorotatdehydrogenase (DHODH), ist nämlich in der inneren Mitochondrienmembran lokalisiert und überträgt Elektronen auf die mitochondriale Atmungskette. Dieser funktionelle Zusammenhang zwischen Pyrimidinbiosynthese und Atmungskette wurde bisher noch nie im Kontext eines Atmungskettendefektes untersucht. In der vorliegenden Arbeit wurden deshalb sowohl normale menschliche Keratinozyten als auch Zellen einer Osteosarkomzelllinie in vitro mit Inhibitoren der Atmungskette, nämlich Rotenon und Antimycin A, behandelt. Anschließend wurden die Nukleotide extrahiert, um deren Konzentration durch HPLC zu messen. Dabei zeigte sich, dass der Antimycin-Block im Komplex III der Atmungskette tatsächlich eine dosisabhängige Absenkung der Pyrimidinkonzentrationen bewirkte. Auch Rotenon, welches die Atmungskette im Komplex I inhibiert, also proximal der Elektronenübertragung durch DHODH, beeinträchtigte die Pyrimidinsynthese. Eine mögliche Erklärung hierfür ist die strukturelle Ähnlichkeit zwischen Rotenon und Coenzym Q, so dass beide innerhalb der Mitochondrienmembran um die Interaktion mit DHODH konkurrieren könnten. Eine Auswirkung der Atmungsketteninhibition auf die Purinnukleotide war ebenfalls zu erkennen, aber nicht in Form einer verminderten Gesamtkonzentration, sondern in Form einer Umverteilung von energiereichen Triphosphaten zu Di- und Monophosphaten. Dies lässt sich durch beeinträchtigte ATP-Regeneration infolge der Atmungsketteninhibition erklären. Bei den Pyrimidinen war dieser Effekt weniger gut zu erkennen, da er durch die drastische Absenkung der Pyrimidin-Gesamtkonzentration überdeckt wurde. Nachdem der experimentelle Nachweis einer Pyrimidinsynthesestörung als Folge eines Atmungskettendefektes gelungen war, wurden Knochenmarkszellen von Patienten mit MDS daraufhin untersucht, ob dort veränderte Nukleotidkonzentrationen vorliegen. Die Nukleotidextrakte aus Knochenmarkszellen von 14 Patienten mit MDS- und 8 Patienten mit akuter myeloischer Leukämie ließen jedoch keine eindeutig verminderten Pyrimidinkonzentrationen erkennen. Dies könnte methodisch bedingt sein, da bei der Gewinnung mononukleärer Knochenmarkszellen durch Dichtegradientenzentrifugation die von einer Nukleotidsynthesestörung betroffenen Zellen möglicherweise durch Apoptose eine veränderte Dichte aufweisen und deshalb bei der Prozedur großenteils verloren gehen. Außerdem ist zu bedenken, dass mtDNA-Mutationen wahrscheinlich einen schwächeren Effekt auf die Pyrimidinsynthese haben als eine experimentelle Blockade der Atmungskette in vitro. In vivo ist zusätzlich der sogenannte salvage pathway zu berücksichtigen, der eine Störung der de-novo-Synthese durch Verwertung von im Serum vorhandenen Basen und Nukleosiden teilweise kompensieren kann.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	04.12.2006
Dateien geändert am:	12.02.2007
Promotionsantrag am:	20.11.2006
Datum der Promotion:	20.11.2006