Dokument: Molekulare Mechanismen erworbener Cisplatinresistenz in Urothelkarzinomzellen unter besonderer Berücksichtigung der DNA-Schadensantwort
| Titel: | Molekulare Mechanismen erworbener Cisplatinresistenz in Urothelkarzinomzellen unter besonderer Berücksichtigung der DNA-Schadensantwort | |||||||
| Weiterer Titel: | Molecular mechanisms of acquired cisplatin resistance in urothelial carcinoma cells with particular consideration of the DNA Damage Response | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=64785 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20240207-084323-0 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Höhn, Annika [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Fritz, Gerhard [Gutachter] Prof. Dr. rer. nat. Nettersheim, Daniel [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Die Prognose lokal fortgeschrittener und metastasierter Urothelkarzinome wird durch Resistenzentwicklung gegenüber den in der Erstlinientherapie eingesetzten Cisplatin-basierten Chemotherapien erheblich limitiert. Cisplatin bildet Intra- und Interstrang-Crosslinks an der DNA, was die Aktivierung der DNA-Schadensantwort mit Einleitung eines Zellzyklusarrests sowie der DNA-Reparatur zur Folge hat. Irreparable DNA-Schäden führen zur Einleitung der Apoptose. Ziel dieser Arbeit ist, Mechanismen erworbener Cisplatinresistenz in Urothelkarzinomzellen mit Fokus auf die DNA-Schadensantwort zu evaluieren und deren Bezug zur Epithelial-Mesenchymalen Transition (EMT) zu untersuchen. Dazu wurden die beiden Urothelkarzinomzelllinien J-82 und RT-112 als Repräsentanten eines mesenchymalen bzw. epithelialen Phänotyps - angelehnt an die klinische Verabreichung von Cisplatin – pulsatil (zyklisch intermittierend) über mehrere Wochen mit Cisplatin behandelt. Beide Zelllinien wiesen während der Resistenzentwicklung deutliche phänotypische Veränderungen im Sinne der EMT auf. Die entstandenen zwei- bis dreifach resistenteren Zelllinien J-82R und RT-112R zeigten beide eine erhöhte G2/M-Fraktion in der Durchflusszytometrie. Während eine geringere SubG1-Fraktion reduzierte Apoptose in den Cisplatin-resistenten RT-112R-Zellen implizierte, wiesen die J-82R-Zellen eine geringere Anzahl Cisplatin-induzierter DNA-Schäden und eine tendenziell verminderte Aktivierung der DNA-Schadensantwort auf als die jeweiligen Ursprungszellen. In der mRNA-Expressionsanalyse waren in den mesenchymaleren J-82R-Zellen die antioxidativen Enzyme Hämoxygenase 1 (HMOX1) und Glutathion-S-Transferase μ1 (GSTM1) hochreguliert. In keiner der beiden Cisplatin-resistenten Zelllinien ergaben sich hingegen Veränderungen der mRNA-Expression von DNA-Reparaturfaktoren. Auch die mRNA-Expression der meisten Resistenzfaktoren mit Bezug zur Apoptose blieb unverändert. Überraschenderweise war jedoch in beiden Cisplatin-resisteten Zelllinien die mRNA von XIAP-Associated Factor 1 (XAF1) überexprimiert, was zunächst paradox erscheint, da XAF1 ein Inhibitor des antiapoptotischen Proteins X-linked Inhibitor of Apoptosis Protein (XIAP) ist. Unter verschiedenen getesteten Modulatoren der DNA-Schadensantwort erwies sich ein selektiver CHK1-Inhibitor in den Cisplatin-resistenten J-82R-Zellen als signifikant effektiver im Vergleich zu den Cisplatin-sensitiven J-82-Zellen. CHK1-Inhibition könnte somit ein vielversprechender therapeutischer Ansatz zur Überwindung von Cisplatinresistenz in Urothelkarzinomzellen sein.The prognosis of locally advanced and metastatic urothelial carcinoma is limited considerably by the development of cisplatin resistance. Cisplatin-based chemotherapies are the first line treatment of urothelial carcinoma. Cisplatin forms intra- and interstrand crosslinks at the DNA resulting in activation of the DNA damage response followed either by a cell cycle arrest and DNA repair mechanisms or by apoptosis in case of irrepairable DNA damage. To evaluate the mechanisms of acquired cisplatin resistance focussing on the DNA damage response and their relation to epithelial-mesenchymal transition (EMT), two urothelial carcinoma cell lines – RT-112 and J-82, representing an epithelial or mesenchymal phenotype respectively – were exposed to pulsatile cisplatin application over several weeks according to the clinical administration of cisplatin in chemotherapies. Both RT-112 and J-82 showed morphologic changes relating to EMT during the development of cisplatin resistance. The cisplatin-resistant cell lines RT-112R and J-82R resulting from the selection were 2-3-fold more resistant to cisplatin treatment than the corresponding parental cells. They both showed a significantly increased G2/M-fraction in flow cytometry. While in RT-112R cells the detected reduced SubG11-fraction indicates decreased apoptosis, J-82R cells showed a lower amount of Cisplatin-induced DNA damage and a tendancy towards reduced activation of the DNA damage response compared to their respective parental cells. In the mesenchymal-like J-82R cells, the mRNA expression of the antioxidative enzymes Heme Oxygenase 1 (HMOX1) und Glutathione S-Transferase μ1 (GSTM1) was upregulated. None of the cisplatin resistant cell lines exhibited alterations in the mRNA expression of DNA repair factors in qRT-PCR. The mRNA expression of most resistance factors concerning the apoptotic pathway also remained unchanged. Surprisingly the mRNA of XIAP-Associated Factor 1 (XAF1) was overexpressed in both J-82R and RT-112R, a finding appearing contradictory at first as XAF1 inhibits the antiapoptotic protein X-linked Inhibitor of Apoptosis Protein (XIAP). Amongst several modulators of the DNA damage response, a selective CHK1 inhibitor was significantly more effective in the cisplatin resistant cell line J-82R than in the cisplatin sensitive cell line J-82. CHK1 inhibition could therefore be a promising therapeutic strategy to overcome acquired cisplatin resistance in urothelial carcinoma. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Toxikologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 07.02.2024 | |||||||
| Dateien geändert am: | 07.02.2024 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 13.03.2023 | |||||||
| Datum der Promotion: | 30.11.2023 |
