Untersuchung des Einflusses genetischer Läsionen in Kolonkarzinomzellen auf ihre Empfindlichkeit gegenüber chemotherapeutischen Agenzien

Abstract

Die Kenntnis des Einflusses genetischer Läsionen in Kolonkarzinomzellen auf die Empfindlichkeit gegenüber Chemotherapeutika ließe eine bessere Charakterisierung ihres Wirkmechanismus und folglich eine effektivere Behandlung der Patienten mit kolorektalen Tumoren zu. Deshalb wurden der Einfluss der Expression des p21CIP1-Proteins, einer Mutation im p53-Gen und eines Defektes im mismatch repair System untersucht. Der hier verwendete Kurzzeittest (MTT-Test) zeigte eine erhöhte Empfindlichkeit der Zellen mit einer hohen p21CIP1-Expression nach Behandlung mit 5-FU. Im angewandten Langzeittest (klonogener Test) konnte dieser Zusammenhang jedoch sowohl für 5-FU als auch für CPT-11 ausgeschlossen werden. Somit zeigt dieser Teil der Untersuchung die Notwendigkeit, verschiedene Methoden zur Bestimmung der Chemoresistenz von Tumorzellen anzuwenden. Der klonogene Test scheint für Voraussagen über langfristige Effekte am besten geeignet zu sein. Für weitere Analysen wurde der klonogene Test eingesetzt. Eine p53-Mutation erhöhte in MMR+-Zelllinien die Resistenz gegenüber 5-FU und UCN-01 und hatte keinen Einfluss auf die Empfindlichkeit gegenüber CPT-11. Ein Defekt im mismatch repair System verstärkte in p53wt-Zelllinien die Resistenz gegenüber 5-FU und UCN-01, hatte jedoch keinen Einfluss auf die Sensitivität gegenüber CPT-11. Die unterschiedliche Reaktion der Zellen auf 5-FU in Abhängigkeit vom p53- und MMR-Status konnte nicht durch einen Unterschied in der Apoptose oder Seneszenz der Zellen erklärt werden. Somit waren einzelne genetische Veränderungen nicht ausreichend, um das Ansprechen von Tumoren auf eine Therapie zu begründen. Jedoch könnte die Untersuchung von Tumorzellen auf verschiedene genetische Eigenschaften eine genauere Klassifizierung des Tumors zulassen. Weiterhin wurde der synergistische Effekt von UCN-01 mit anderen Zytostatika untersucht. Die Kombination mit UCN-01 erhöhte die Zytotoxizität von 5-FU und CPT-11 in p53mut-Zelllinien. In p53wt-Tumorzellen zeigte sich eine protektive Wirkung durch die Kombination mit UCN-01, während in etablierten Zelllinien aus normaler Mukosa ebenfalls ein verstärkender Effekt zu beobachten war. Für das Verständnis der genauen molekularen Mechanismen erscheinen vor allem im Hinblick auf die therapeutische Nutzung von UCN-01 in Kombination mit anderen Chemotherapeutika weitere Untersuchungen sinnvoll.

The knowledge of the influence of genetic lesions in colorectal carcinoma cells on sensitivity to chemotherapeutic agents would allow a better characterization of their effects and therefore lead to an improved treatment of patients with colorectal tumors. For that reason the influence of p21 expression, a p53 mutation and a mismatch repair defect was examined. The used short-term assay (MTT test) showed a higher sensitivity of cells expressing high p21 after treatment with 5-FU. In the used long-term assay (clonogenic assay), however, this correlation could be excluded for 5-FU as well as for CPT-11. Consequently, this part of the research showed the necessity to use different methods to determine resistance of tumor cells to chemotherapeutic agents. The clonogenic assay appears to be the better method to predict long- term effects. For further analysis the clonogenic assay was used. A p53 mutation led to higher resistance to 5-FU and UCN-01 in MMR+ cell lines and had no influence on the sensitivity to CPT-11. A defect mismatch repair system enhanced resistance to 5-FU and UCN-01 in p53wt cell lines, but there was no effect on the sensitivity to CPT-11. The different response of cells after 5-FU treatment dependant on p53 and MMR status could not be explained by a difference in apoptosis or senescence of the cells. Therefore, single genetic alterations were not sufficient to explain the response of tumors to therapy. Furthermore, the synergism of UCN-01 in combination with cytotoxic agents was examined. The combination of UCN-01 increased the cytotoxicity of 5-FU and CPT-11 in p53mut cell lines. In p53wt cells a protective effect was described in combination with UCN-01, while in the established cell lines of normal mucosa an increase in cytotoxicity has been observed. With regard to the therapeutic use of UCN-01 in combination with other chemotherapeutic agents, further research appears to be useful for the understanding of the exact molecular mechanisms.