Dokument: Das endogene Cannabinoidsystem in malignen Gliomen als Angriffspunkt für neue Therapiestrategien
| Titel: | Das endogene Cannabinoidsystem in malignen Gliomen als Angriffspunkt für neue Therapiestrategien | |||||||
| Weiterer Titel: | The endogenous cannabinoid system in malignant gliomas as a target for novel therapeutic strategies | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=57786 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20211025-131628-0 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Eifer, Anna Henriette [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Reifenberger, Guido [Gutachter] Slotty, Philipp Jörg [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Gliom, Glioblastom, Endogenes Cannabinoidsystem, Cannabinol, Cannabidiol, AM404, Apoptose, Autophagie, ER-Stress | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Gliome machen über 80% aller malignen primären Hirntumoren aus. Zirkumskripte Gliome des WHO-Grades I haben eine gute Prognose; Gliome der WHO-Grade II bis IV wachsen diffus infiltrierend und sind prognostisch ungünstig. Deshalb bedarf es neuer Therapieoptionen.
Das endogene Cannabinoidsystem (ECS) ist ein neuromodulatorisches System aus endogenen Cannabinoiden und ihren Rezeptoren, u.a. den Cannabinoidrezeptoren 1 und 2 (CB1 und CB2). In diffusen Gliomen wurde eine erhöhte CB2 Rezeptor-Expression nachgewiesen, was mit einem höheren histologischen Grad korrelierte. Über die CB1 Expression in Gliomen herrscht Uneinigkeit. In vitro und in vivo Studien zeigten, dass die Behandlung mit CB1/ CB2-Agonisten Proliferationshemmung, Apoptose und Autophagie in diffusen Gliomen induziert. Die vorliegende Dissertationsarbeit untersucht die Expression von u.a. CB1 und CB2 in 61 astrozytären Gliomen der WHO-Grade II bis IV und 14 Proben aus nicht-neoplastischem Gehirngewebe. In Isozitratdehydrogenase (IDH) mutierten Gliomen der WHO-Grade II-IV und in IDH-Wildtyp Glioblastomen zeigte die semiquantitative PCR eine im Vergleich zu gesundem Gehirngewebe signifikant erhöhte mRNA-Expression von CB2. Diese korrelierte jedoch nicht mit dem Malignitätsgrad. Die CB1 mRNA-Expression in den untersuchten Tumorproben war signifikant und vom Mutationsstatus der Gene IDH1 und IDH2 unabhängig vermindert. In Zellkulturexperimenten wurde die zytotoxische Wirkung pharmakologischer ECS-Agonisten, darunter Cannabinol (CN) und Cannabidiol (CBD), sowie von AM404, dem aktiven Metaboliten von Paracetamol, auf humane Glioblastomzellen untersucht. Es wurde jeweils die mittlere inhibitorische Konzentration (IC50) bestimmt. Zusätzlich wurden CN oder CBD mit einer nicht zytotoxischen Dosis von AM404 kombiniert. In zwei von sechs Zelllinien wurde die IC50 von CN durch die Zugabe von AM404 signifikant herabgesetzt. In allen sechs Zelllinien wurde die IC50 von CBD durch die Kombination mit AM404 signifikant herabgesetzt. Das in vitro Wachstum von Glioblastomzellen war nach 15 Tagen Kombinationsbehandlung mit ECS-Agonisten und AM404 vermindert. Nach der Behandlung wurden kein signifikanter Anstieg der Expression von Xbp1 short mRNA als Hinweis auf Endoplasmatisches-Retikulum-Stress und keine signifikante Apoptoseinduktion festgestellt. Eine Induktion von Autophagie konnte ebenfalls nicht festgestellt werden. Zusammenfassend bestätigt die vorliegende Arbeit eine erhöhte CB2 mRNA-Expression und zeigt eine verminderte CB1 mRNA-Expression in astrozytären Gliomen. Sie deckt auf, dass ein einfacher und günstiger Wirkstoff wie AM404 die Zytotoxizität von Cannabinoiden auf humane Glioblastomzellen in vitro verstärken kann. Signifikante Veränderungen von ER-Stress, Apoptose- oder Autophagie als Folge einer Behandlung mit Agonisten des ECS ließen sich nicht nachweisen. Zur Aufklärung der genauen molekularen Mechanismen, die den beobachteten Auswirkungen zugrunde liegen, bedarf es weitergehender Experimente unter Beachtung der Latenzzeit der untersuchten Prozesse.Over 80 % of primary malignant brain tumors are gliomas. World Health Organization (WHO) grade I gliomas grow locally circumscribed and have a good prognosis, WHO grade II to IV gliomas show diffuse infiltration and thus associated with less favorable outcome. For the latter group of gliomas further treatment options are needed. The Endogenous Cannabinoid System (ECS) is a neuromodulatory system consisting of endogenous transmitters called Endocannabinoids and their corresponding receptors such as the Cannabinoid 1 and 2 receptors (CB1 / CB2). Previous research has shown that gliomas have a higher CB2 mRNA expression and that CB2 expression levels correlate with the WHO grade. Results regarding the CB1 expression are controversial. In vitro as well as in vivo experiments have shown that ECS-receptor agonists can induce apoptosis, autophagy and decreased proliferation of human glioma cells. In this doctoral thesis, the mRNA expression of ECS related receptors was tested in tissue samples of 61 astrocytic gliomas of WHO grades II to IV and 14 samples of non-neoplastic brain tissue. Semi-quantitative PCR analysis showed a significant overexpression of CB2 in isocitrate dehydrogenase (IDH)-mutant gliomas of WHO grades II-IV and IDH-wildtype glioblastomas but no correlation to WHO grading. CB1 mRNA expression was significantly lower in all types of glioma regardless of their IDH mutation status. Cytotoxicity assays of various ECS-receptor agonists, such as Cannabinol (CN) and Cannabidiol (CBD), as well as AM404, the active metabolite of paracetamol, were performed in human glioblastoma cell lines. First, the mean inhibitory concentrations (IC50) of the aforementioned drugs were determined. Then, CN and CBD were combined with low-dose, non-cytotoxic AM404. This combination therapy caused a significant reduction of the IC50 of CN in two out of six glioblastoma cell lines and a significant reduction of the IC50 of CBD in all six glioblastoma cell lines. In vitro growth of glioblastoma cell lines was reduced by the combination therapy of CN or CBD with AM404. Treatment with ECS-receptor agonists did not lead to a significant increase of Xbp1 short mRNA expression in human glioblastoma cell lines. This is a surrogate marker for stress of the endoplasmatic reticulum which ultimately can induce apoptosis. Flow cytometry of ECS-receptor agonist treated glioblastoma cells showed no significant increase of apoptotic cells. Western blot analysis did not detect evidence for induction of autophagy. In conclusion, this thesis confirmed increased levels of CB2 mRNA and showed decreased levels of CB1 mRNA in astrocytic gliomas. In addition, it is reported that a simple and inexpensive drug as AM404 can enhance the cytotoxic effects of ECS-receptor agonists on human glioblastoma cells. Significant effects of this treatment on ER stress, apoptosis or autophagy could not be demonstrated. To elucidate the exact molecular mechanisms underlying the observed effects, further experiments are required, taking into account the latency of the processes examined. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 25.10.2021 | |||||||
| Dateien geändert am: | 25.10.2021 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 10.03.2021 | |||||||
| Datum der Promotion: | 07.10.2021 |
