Erniedrigte Expression des Tumorsuppressors "Inhibitor of Growth 1" (ING1) sensibilisiert Glioblastomzellen für die Cisplatin-induzierte Apoptose

Abstract

Hintergrund: Die Prognose von Patienten mit hochmalignen Tumoren des zentralen Nervensystems ist trotz eines zunehmenden Verständnisses der Pathogenese der Tumorerkrankung und verbesserten diagnostischen und therapeutischen Optionen in der Behandlung weiterhin ungünstig. Potentielle Tumorsuppressorgene, wie ING1, wurden in den letzten Jahren näher charakterisiert und ihre Funktion in Gehirntumoren analysiert. In der vorliegenden Arbeit wurden die Chemosensitivität von Glioblastomzelllinien und der potentielle Einfluss von ING1 als Tumorsuppressorgen in der Tumorgenese untersucht. Material und Methoden: Glioblastomzellen der LN229-Zelllinie wurden hinsichtlich des Expressionsniveaus von ING1 vor und nach Behandlung mit zytostatischen Substanzen und ionisie-render Bestrahlung auf RNS- und Proteinniveau untersucht. Zusätzlich erfolgten durchflusszytometrische Zellzyklusanalysen nach siRNS-Behandlung zur Untersuchung der Rolle von ING1 bei der Apoptose in diesen Zellen. Ergebnis: In Glioblastomzellen der LN229 Zelllinie mit nachgewiesener Mutation des TP53-Gens konnte nach zytostatischer Behandlung mit Cisplatin bzw. ionisierender Bestrahlung ein Anstieg der ING1 Expression nachgewiesen werden. Die ING1-Isoform ING1a, die eine Beteiligung an Histondeacetylaseprozessen besitzt, zeigte hierbei eine fünfzigfach stärkere Induktion als ING1b, welche in die Ausbildung von Histonacetylaseprozessen involviert ist. Durch siRNS-Behandlung der Zellen mit reduzierter ING1-Expression konnte in vitro nach zytostatischer Behandlung mit Cisplatin eine akzelerierte Zellzyklusprogression mit beschleunigtem Eintritt in die Apoptose nachgewiesen werden. Diskussion: In malignen Glioblastomen ist ein reduzierter ING1-Expressionsspiegel mit einer erhöhten Cisplatinsensitivität assoziiert. Dies wird durch eine reduzierte HDAC-Aktivität mit gesteigerter Formation der DNS und besserer Cisplatinwirkung an der DNS verursacht. Somit kann die Bestimmung der individuellen ING1-Expressionsniveaus in malignen Gliomen vor geplanter Therapie mit Cisplatin und HDAC-Inhibitoren einen prädiktiven Wert besitzen.

Background: The prognosis of patients with high-grade malignant tumors of the central nervous system despite increasing understanding of the pathogenesis and improved diagnostic and thera-peutic options in the treatment remains unfavorable. Potential tumor suppressor genes, such as ING1 has been characterized and analyzed in their potential function in brain tumors. In the present study, the chemosensitivity of glioblastoma cell lines and the potential influence of ING1 in tumorigenesis has been studied as a tumor suppressor gene. Material and Methods: Glioblastoma cell line LN229 cells were examined for the expression level of ING1 before and after exposure of the cell line to cytostatic agents and ionizing radiation on RNA and protein level of ING1. In addition flow cytometric cell cycle analysis was per-formed after siRNA-treatment to represent the induction of apoptosis. Results: An increase in ING1 expression was detected in LN229 glioblastoma cell line with confirmed mutation of the TP53 gene and treatment with cytostatics as cisplatin or ionizing radiation. The ING1 isoform ING1a, which owns a stake in histon deacetylase acitivity, showed a stronger induction than ING1b, which is involved in histone actyle acitvity. By siRNA-treatment of the cells with reduced expression ING1 we showed in vitro after treatment with cisplatin an accelerated cell cycle progression with accelerated entry detected in apoptosis. Discussion: In malignant glioblastoma cell line a reduced ING1 expression level is associated with an increased chemosensitivity to cisplatin treatment. This is caused by a reduced HDAC activity with increased formation of the DNA and a better damage to the DNS. Thus the determination of the individual ING1 expression levels in malignant gliomas may have prior to the therapy with cisplatin and HDAC inhibitors as a predictive value.