Dokument: Untersuchungen zur Überwindung der Apoptose-Resistenz in Pankreaskarzinomzellen
| Titel: | Untersuchungen zur Überwindung der Apoptose-Resistenz in Pankreaskarzinomzellen | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=55207 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20220207-100213-2 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Bergfelder, Franca [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | PD Dr. Mahotka, Csaba [Gutachter] Prof. Dr. Jänicke, Reiner [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Pankreaskarzinom, Apoptose, TRAIL | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Die Resistenz gegenüber dem programmierten Zelltod spielt eine wichtige Rolle in der Karzinogenese, für das Fortschreiten des Tumorwachstums sowie die Widerstandsfähigkeit gegenüber Chemotherapeutika. Ein Teil von aberrant exprimierten Proteinen sind die Inhibitoren von Apoptose-proteinen – sogenannte IAPs –, die an apoptotischen Signalwegen beteiligt sind. Die Wechselwirkungen zwischen IAPs und ihren zellulären Zielen, wie beispielsweise Caspase 3, 7, 8 oder Caspase 9, führen zur Inaktivierung und folglich auch zur Hemmung der Apoptose-Kernmaschinerie. Als natürlicher Gegenspieler der IAPs fungiert der second mitochondria-derived activator of caspases (Smac), der durch Bindung der IAPs die Aktivierung der Caspasen ermöglicht. In Voruntersuchungen unserer Arbeitsgruppe fanden sich einige Substanzen mit der Eigenschaft, die natürliche Funktion von Smac nachzuahmen. Eben diese Fähigkeit dieser neuartigen Moleküle spezifisch in Tumorzellen den Zelltod zu induzieren, macht sie zu vielversprechenden Kandidaten für die Behandlung von Pankreaskarzinomen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Mechanismen der neu entwickelten IAP-Antagonisten im Hinblick auf ihre Möglichkeiten untersucht, die Resistenz des programmierten Zelltodes in zwei etablierten humanen Pankreaskarzinomzelllinien zu überwinden. Unsere Ergebnisse zeigen erhöhte Level der Apoptose Inhibitoren in Bauchspeichel-drüsenkrebszellen, was auf eine verringerte Fähigkeit der Caspaseaktivierung und somit eine verringerte Induktion von Apoptose hinweisen kann.
Zur Bestimmung von Dosis Wirkungskurven (IC50 Werte) sowie für Untersuchungen zum Zellsterben unter Einzel oder Kombinationsbehandlung wurden Proliferationsassays durchgeführt. Analysen zur Form des Zelltodes wurden mittels Bestimmung der intrazelluläre Caspaseaktivität sowie Durchflusszytometrie bestimmt. Zudem wurden Untersuchungen bezüglich der Degradation der IAPs nach der Behandlung mit den IAP Antagonisten sowie dem weiteren Nachweis von Caspase Spaltprodukten mittels Western Blot Analysen erstellt. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass eine signifikante Reduktion der Proliferation von Pankreaskarzinomzellen nach Behandlung mit den IAP Antagonisten LBPS03/05 erreicht werden konnte. Darüber hinaus konnte eine signifikante Zunahme der intrazellulären Caspase 3 Aktivität in Zellen der Linie HUP T3 detektiert werden, was für eine Aktivierung der Apoptose spricht. Zudem zeigen durchflusszytometrische Analysen von PI gefärbten Zellkernen einen signifikanten Anstieg des hypodiploiden DNA Gehalts (Nicoletti Methode) in den Tumorzellen, die mit den beiden neuen Substanzen behandelt wurden, was ein weiteres Apoptosemerkmal darstellt. Spaltungen von Pro Caspase 8 und PARP konnten in höheren Induktor Konzentrationen nachgewiesen werden. Die Kombinationsbehandlung mit dem Zytokin TRAIL sowie den Substanzen LBPS03/05 als auch die Kombination mit dem IAP Antagonisten YM155 weist einen deutlich verstärkten Effekt bezüglich der Proliferationshemmung in beiden Pankreaskarzinomzelllinien auf. Die Kombination von LBPS03 mit TRAIL zeigte in beiden Pankreaskarzinomzelllinien einen additiven und die Kombi-nationsbehandlung von LBPS05 und TRAIL sogar einen synergistischen Effekt auf die Proliferationshemmung. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit einen wirksamen antiproliferativen Effekt der neuen IAP Antagonisten auf Pankreaskarzinomzellen und stellen, vor allem in der Kombinations-behandlung, einen vielversprechenden Ansatz dar. In der Pankreaskarzinomzelllinie HUP T3 fanden sich zudem Hinweise auf einen apoptotisch-induzierten Zelltod durch die Substanz LBPS03. In beiden Pankreaskarzinomzelllinien scheint LBPS05 eine andere Form des Zellsterbens zu induzieren und konnte somit zwar als effektiver aber nicht apoptotischer Induktor des Zelltodes identifiziert werden. LBPS05 stellt somit einen gut geeigneten Induktor bei Apoptose-resistenten Tumorzellen dar und schafft dadurch neue Optionen für die Definition von Apoptose unabhängigen Behandlungsstrategien.The resistance of programmed cell death plays an important role in carcinogenesis, tumor progression and resistance to chemotherapy. One part of aberrantly expressed proteins are the inhibitors of apoptosis proteins – so called IAPs –, which are involved in apoptotic pathways. The interaction between IAPs and their cellular targets, caspase 3, 7, 8 or caspase 9, results in inactivation and consequently in the inhibition of the apoptosis core machinery. As a natural opponent of IAPs acts the second mitochondria-derived activator of caspases (SMAC), by binding the IAPs it permits the activation of caspases. Preliminary investigations by our group found some substances with the property of mimicking the natural function of Smac. This ability of these novel molecules makes them promising drug candidates for pancreatic cancer therapy. In this study the mechanisms of the newly developed IAP antagonists were examined with regard to their possibilities to overcome cell death resistance in a set of established human pancreatic cancer cell lines. Our results show increased levels of apoptosis inhibitors in pancreatic cancer cells, which may indicate a reduced ability to activate caspases and thus a reduced induction of apoptosis. Proliferation assays were performed to determine the dose response curves (IC50 values) as well as for investigations on the proliferation under single treatment with the IAP antagonists or in combination. Analyses of the form of cell death were performed by determination of intracellular caspase activity and flow cytometr. In addition, studies on the degradation of the IAPs after treatment with the IAP antagonists as well as the detection of caspase cleavage products were examined by western blot. The results of this study show a significant reduction of pancreatic cancer cell proliferation after treatment with the IAP antagonists LBPS03/05. Moreover, a significant increase in intracellular caspase-3 activity in HUP T3 cells, which indicates an activation of apoptosis, could be detected. In addition further flow cytometric analysis of PI-stained nuclei showed a hypodiploid DNA content peak (Nicoletti method) in cells treated with the two new substances, which is another sign of apoptosis. Pro Caspase 8 and PARP cleavages were detected in higher inducer concentrations. The combination treatment with the cytokine TRAIL and the substances LBPS03/05 as well as the combination with the IAP antagonist YM155 has a significantly increased effect on the inhibition of proliferation in both carcinoma cells. The combination of LBPS03 with TRAIL showed an additive effect in both pancreatic carcinoma cell lines. The combination treatment of LBPS05 and TRAIL showed even a synergistic effect on the inhibition of proliferation. In summary, the results of this work show an effective antiproliferative effect of the new IAP antagonists on pancreatic carcinoma cells and represent a promising approach, especially in combination treatment in the pancreatic carcinoma cell line HUP T3 there was also evidence of apoptotic-induced cell death by LBPS03. LBPS05 appears to induce a different form of cell death in both pancreatic carcinoma cell lines and could be identified as an effective but non-apoptotic inducer of cell death. LBPS05 is therefore a well-suited inducer for apoptosis-resistant tumor cells and creates new options for the definition of apoptosis-independent treatment strategies. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Pathologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 07.02.2022 | |||||||
| Dateien geändert am: | 07.02.2022 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 06.07.2020 | |||||||
| Datum der Promotion: | 14.01.2021 |
