dc.contributor.author
Rojewski, Markus
dc.date.accessioned
2018-06-08T01:16:41Z
dc.date.available
2002-11-08T00:00:00.649Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/13178
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-17376
dc.description
1. Inhaltsverzeichnis
2. Summary/Zusammenfassung
3. Einleitung
4. Zielsetzung
5. Materialien
6. Methoden
7. Ergebnisse
8. Diskussion
9. Abkürzungen und Synonyme
10. Appendix
11. Literatur
12. Erklärung zu eigenen Publikationen
13. Weitere eigene Publikationen
14. Danksagung
15. Lebenslauf
dc.description.abstract
Dreiwertige anorganische Arsenverbindungen wie Arsentrioxid oder Arsensulfid
werden seit über 2400 Jahren in der Medizin verwandt. Nachdem Arsentrioxid
durch die Entdeckung der Röntgenstrahlung und die Entwicklung potenter
Zytostatika bei der Therapie akuter myeloischer Leukämien immer mehr verdrängt
worden war, fanden organische und anorganische dreiwertige Arsenverbindungen
bis Ende des 20. Jahrhunderts bei der Therapie der refraktären oder
rezidivierten akuten Promyelozytenleukämie (APL) Verwendung. Bis vor kurzem
wurde vermutet, daß Arsentrioxid seine therapeutischen Effekte nur in APL-
Zellen entwickeln könne, da die Arsentrioxid-Wirkung an die Anwesenheit des
Fusionsproteins PML-RARalpha gekoppelt sei.
In dieser Arbeit wurde daher die Wirkung von Arsentrioxid auf Apoptose,
Differenzierung und Proliferation an 22 malignen lymphatischen und myeloischen
Zellinien unterschiedlichen Differenzierungsstadiums und Herkunftsgewebes
untersucht. Aufgrund der unterschiedlichen Sensitivität dieser Zellinien
gegenüber Arsentrioxid-Konzentrationen, welche auch bei der APL-Therapie im
Plasma von Patienten zu erzielen sind, konnten drei Sensitivitätsgruppen für
Zellinien definiert werden: Zellinien mit Sensitivität gegenüber 0,1 µM
(Gruppe A), 1 µM (Gruppe B) und 5 µM (Gruppe C) Arsentrioxid. Arsentrioxid-
Behandlung von Zellen führte zu einer Aktivierung der Caspasen-Kaskade, zum
Zusammenbruch des mitochondrialen Membranpotentials und zur Bildung von ROS
(reactive oxygen species). Die Mitochondrien sind als primärer Wirkungsort des
Arsentrioxids anzusehen, da Caspasen-Inhibitoren zwar einen Rückgang des
Prozentsatzes apoptotischer Zellen bewirkten und die Aktivierung von Caspasen
hemmten, aber nur einen geringen Einfluß auf die Bildung von ROS und den
Funktionsverlust der Mitochondrien hatten. NO-Radikale und erhöhte
p53-Expression traten hingegen nur bei einigen Zellinien nach Arsentrioxid-
Behandlung auf.
Im Rahmen der Arsentrioxid-induzierten Apoptose konnte weder eine
CD95-Induktion gemessen noch die Arsentrioxid-induzierte Apoptose durch
Blockierung des CD95-Rezeptors gehemmt werden.
Neben der Apoptose-Induktion zeigte Arsentrioxid eine Apoptose-unabhängige
Proliferationsinhibition. Die Proliferationsinhibition trat bereits bei einer
Arsentrioxid-Konzentration auf, welche entweder keine Apoptose auslöste oder
aber Apoptose nur in einem kleinen Anteil der Gesamtpopulation induzierte.
Aufgrund dieser Arbeit wurde eine Systematik eingeführt, anhand derer
Zellinien gemäß ihrer Sensitivität gegenüber Arsentrioxid-induzierter Apoptose
klassifiziert werden können. Ein für zahlreiche hämatopoetische Zellinien
allgemeingültiger Mechanismus der Apoptose-Induktion wurde beschrieben: die
Caspasen-unabhängige Mitochondrieninaktivierung. Es wurde ferner gezeigt, daß
es im Rahmen der Arsentrioxid-Behandlung hämatopoetischer Zellinien zu einer
Apoptose-unabhängigen Proliferationsinhibition kommen kann.
de
dc.description.abstract
Trivalent anorganic arsenic compounds have been used in medicine for more than
2400 years. However, with the discovery of radiotherapy and high potential
cytostatic drugs in the 20th century, arsenic(III)-oxide disappeared as one of
the cancer standard therapies. Because of its effects in acute promyelocytic
leikemia (APL), the therapeutic use of arsenic(III)-oxide was thought to be
restricted to cells in which the fusion protein PML-RARalpha is present.
In this work, the effects of arsenic(III)-oxide on apoptosis and
differentiation was analyzed in 22 cell. These cell lines represented various
stages of lympho-haematopoietic differentiation. According to their
sensitivity towards apoptosis induction a classification system was
introduced: induction of apoptosis with concentrations 0,1 µM, 1 µM or 5 µM
arsenic(III)-oxide was classified as sensitivity group A, group B or group C,
respectively.
The potential mechanisms responsible for apoptosis induction were analysed in
representative cell lines of all three sensitivity groups. Arsenic(III)-oxide
induced activity of caspases, breakdown of the mitochondrial membrane
potential and synthesis of reactive oxygen species (ROS), whereas an increase
of NO-radicals and p53-protein level could be measured only for some cell
lines. Mitochondria can be regarded as the primary target of action for
arsenic(III)-oxide, as caspases specific inhibitors could reduce the
percentage of apoptotic (i. e. Annexin V-FITC and 7-amino-actinomycin
(7?AAD)-positive) cells and caspase activity (measured by FITC-VAD-FMK-
binding) but had no effect on the breakdown of mitochondrial membrane
potential.
The treatment of cell lines with arsenic(III)-oxide had no regulatory effect
on CD95, and no inhibition of arsenic(III)-oxide-induced apoptosis could be
detected by blocking the CD95 pathway.
Beside the effect of apoptosis induction, treatment of cell lines with
arsenic(III)-oxide also lead to an apoptosis independent inhibition of
proliferation. Proliferation inhibition could already be observed for
concentrations of arsenic(III)-oxide that themselves were not able to induce
apoptosis or induced apoptosis only in a low percentage of the cell
population.
A classification system of sensitivity for haematopoietic cell lines to
arsenic(III)-oxide was introduced by this work. This system is based on the
sensitivity of cell lines towards arsenic(III)-oxide induced apoptosis. This
work clearly shows that a common mechanism is responsible for
arsenic(III)-oxide effects on a variety of haematopoeitic cell lines: the
caspase-independent breakdown of mitochondrial membrane potential.
Furthermore, this work clearly shows that an apoptosis-independent inhibition
of cell proliferation can occur during arsenic(III)-oxide treatment of
haematopoietic cell lines.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
arsenic trioxide
dc.subject
mitochondrial membrane potential
dc.subject
drug resistance
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Untersuchungen zum Wirkungsmechanismus von Arsentrioxid in malignen
lymphatischen und myeloischen Zellinien unterschiedlichen
Differenzierungsgrades
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Hubert Schrezenmeier
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Joachim Oertel
dc.date.accepted
2002-11-05
dc.date.embargoEnd
2002-11-13
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-2002002344
dc.title.subtitle
CD95-unabhängige, Caspasen- und Mitochondrien-abhängige Apoptose-Induktion,
Apoptose-unabhängige Proliferationsinhibition und Expression
Zytostatikaresistenz-vermittelnder Proteine
dc.title.translated
Investigations on the mechanism of action of arsenic trioxide in malignant
lymphatic and myeloic cell lines of different differentiation states
en
dc.title.translatedsubtitle
CD95-independent, caspase- and mitochondria-dependent apoptosis induction,
apoptosis independent proliferation
en
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000000767
refubium.mycore.transfer
http://www.diss.fu-berlin.de/2002/234/
refubium.note.author
Die Seiten von Kap.7. Ergebnisse laden sich zum grossen Teil sehr langsam
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000000767
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access