dc.contributor.author
Radetzki, Silke
dc.date.accessioned
2018-06-07T20:54:58Z
dc.date.available
2003-04-09T00:00:00.649Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/7125
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-11324
dc.description
Titel, Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Zielsetzung
3. Material
4. Methoden
5. Ergebnisse
6. Diskussion
7. Zusammenfassung
8. Ausblick
9. Literaturverzeichnis
10. Summary
Publikationen
Danksagung
dc.description.abstract
In der vorliegenden Arbeit sollte eines der Hauptprobleme der heutigen
Krebstherapie bei soliden Tumoren, die im Verlauf einer Therapie auftretende
Resistenz gegenüber Zytostatika, untersucht werden. Die Aufgabe lag darin,
Apoptoseresistenz- und damit Zytostatikaresistenz-regulierende Signalproteine
zu identifizieren. Dazu standen zwei zelluläre Modellsysteme aus Zytostatika-
sensitiven (MT-1 und MT-3) und resistenten (MT-1/Adr und MT-3/Adr)
Mammakarzinom-Zellinien zur Verfügung. Folgende Ergebnisse wurden in den
Modellsystemen erzielt: 1\. Der Defekt der MT-1/Adr-Zellen ist mit einer stark
erhöhten Bcl-2-Expression verglichen mit den Zytostatika-sensitiven
MT-1-Zellen assoziiert. Im Gegensatz dazu wird die Resistenz der MT-3/Adr-
Zellen durch die Überexpression des MDR-1/P-Glykoproteins hervorgerufen. 2\.
Die beiden Apoptose-fördernden Proteine Bak und Bik/Nbk wurden in den beiden
Anthrazyklin-resistenten Zellinien MT-1/Adr und MT-3/Adr stabil
überexprimiert. 3\. Die Überexpression von Bik/Nbk sensitivierte MT-1/Adr-
Zellen gegenüber Epirubicin- induzierter Apoptose und antagonisierte die
Zytostatikaresistenz teilweise. Die Überexpression von Bak führte zur
vollständigen Revertierung des resistenten Phänotyps der MT-1/Adr-Zellen. 4\.
In den MT-3/Adr-Zellen konnte gezeigt werden, daß die Überexpression von Bak
und Bik/Nbk die Sensitivität gegenüber Epirubicin-induzierter Apoptose
erhöhte. 5\. Die Überexpression dieser beiden Proteine beeinflußte weder die
Zytostatika-aufnahme und -efflux von Epirubicin noch die Expression des
Transportproteins MDR-1. 6\. In den chemosensitiveren Transfektanten konnte
nach Epirubicinbehandlung eine erhöhte Caspase-3-Aktivierung und ein stärker
herabgesetztes mitochondriales Membranpotential nachgewiesen werden. Beide
wesentlichen Kontrollpunkte in der Apoptosekaskade sind in den Anthrazyklin-
resistenten Zellen defekt. 7\. Durch die Überexpression von Bik/Nbk und Bak
konnte die Kreuzresistenz gegenüber Etoposid und Taxol nicht beeinflußt
werden. 8\. Daraufhin wurden mögliche Unterschiede in den Signalwegen und
Resistenzursachen überprüft. Es konnte kein Unterschied in der Bildung freier
Sauerstoffradikale zwischen Epirubicin-sensitiven und ?resistenten Zellen
gemessen werden, aber die Etoposid- sensitiven Zellen bildeten deutlich mehr
Sauerstoffradikale als die Etoposid-resistenten maternalen Zellen und
Transfektanten. 9\. Weiterhin stellte sich die Frage, ob das Apoptose-
fördernde Protein Bak auch Thermoresistenz antagonisieren kann. Dazu wurden
stabil überexprimierende Bak-Klone in einer thermoresistenten
Magenkarzinomzellinie generiert. Es konnte bestätigt werden, daß Hyperthermie
Apoptose induziert und daß der Bcl-2-Signalweg daran beteiligt ist. Bak
revertiert auch die in diesem System vorliegende Thermoresistenz.
Zusammenfassend läßt sich sagen, daß Bak und Bik/Nbk mögliche Zielproteine für
einen gentherapeutischen Ansatz darstellen. Die Untersuchungen, daß die
Apoptoseregulation durch Mitglieder der Bcl-2-Familie nicht nur
Chemosensitivität sondern auch Resistenzen verschiedener Ursachen wie
Chemoresistenz und Thermoresistenz beeinflussen kann, sprechen für die
zentrale Bedeutung der Bcl-2-Familie in der Pathogenese des Mammakarzinoms.
de
dc.description.abstract
Constitutive and acquired resistance to cytostatic drug-induced cell death is
the major obstacle for the cure of malignancies. It was therefore interesting
to test whether overexpression of death promoting factors can overcome
resistance to cytotoxic therapies. Two model systems of drug-sensitive, MT-1
and MT-3, and drug-resistant breast cancer cell lines, MT-1/Adr and MT-3/Adr,
were used to investigate whether the pro-apoptotic Bcl-2 homologues Bak or
Nbk/Bik can overcome resistance for drug-induced apoptosis. The following
results could be achieved: 1\. First, Bak and Nbk/Bik stable transfectants
were generated in MT-1/Adr and MT-3/Adr cells. 2\. The defect in the MT-1/Adr
cells is associated with strongly increased Bcl-2 expression. In contrast, the
MT-3/Adr cells overexpress the Mdr-1/p-glycoprotein and drug resistance is due
to an increased detoxification by removal of the drug from the cell by the
Mdr-1 ABC transporter. 3\. In the MT-1/Adr cells, the overexpression of
Nbk/Bik sensitized the MT-1/Adr cells for epirubicin-induced apoptosis and
partially antagonized drug resistance. The overexpression of Bak, however,
completely reversed the resistant phenotype in the MT-1/Adr cells and
conferred sensitivity to epirubicin-induced apoptosis which was equivalent to
the original, drug-sensitive MT-1 cells. In the MT-3/Adr cells, overexpression
of both Bak or Nbk/Bik enhanced drug sensitivity for epirubicin-mediated
apoptosis as compared with the MT- 3/Adr mock transfectants. In contrast,
etoposide- and taxol-mediated apoptosis could not be influenced by
overexpression of Bak or Bik/Nbk. This observation has led to investigations
of functional differences between epirubicin and etoposide-induced apoptosis.
There were no difference in the amount of free reactive oxygen species (ROS)
during epirubicin-induced apoptosis between sensitive and resistant cells.
Nevertheless, etoposide-sensitive cells produced more ROS than etoposide-
resistant maternal cells and the Bak or Bik/Nbk transfectants. 4\.
Overexpression of both Bak and Nbk/Bik was capable of reverting the defective
mitochondrial activation after exposure to epirubicin. A similar sensitizing
effect was observed when caspase-3 activation was analyzed. Both Bak and
Nbk/Bik transfectants showed a strong induction of caspase-3 activity when
exposed to epirubicin. 5\. In order to investigate whether Bak may also revert
resistance against heat-shock (thermoresistance), the protein was stably
expressed in the thermoresistant gastric cancer cell line EPG 85/257/T.
Measurement of apoptotic DNA fragmentation showed that heat shock induces
apoptosis via a bcl-2-sensitive mitochondrial signalling pathway. Thus, the
overexpression of Bak could sensitize the thermoresistant cells to heat-shock-
induced apoptosis. Altogether, these data show that the manipulation of the
downstream apoptosis signalling cascade by the overexpression of Bak or
Nbk/Bik can overcome not only drug resistance due to mitochondrial apoptosis
deficiency (in the MT-1/Adr cells) but also classical, i.e. efflux-mediated,
resistance for drug-induced cell death in the MT-3/Adr cell line. Finally, the
fact that both Nbk/Bik and Bak sensitize tumor cells for drug- and heat-shock-
induced apoptosis and thereby may overcome resistance suggests that the
manipulation of such apoptosis promoting Bcl-2-like proteins might yield a
therapeutic strategy to overcome drug resistance in tumors refractory to
cytotoxic therapies.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
chemoresistance
dc.subject
P-Glycoprotein
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie::570 Biowissenschaften; Biologie
dc.title
Antagonisierung von Zytostatika-und Thermoresistenz durch Überexpression
Apoptose-fördernder Mitglieder der Bcl-2-Familie
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Werner Reutter
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Bernd Dörken
dc.date.accepted
2003-03-05
dc.date.embargoEnd
2003-05-05
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-2003000937
dc.title.translated
Reversal of Drug- and Thermoresistance by Overexpression of pro-apoptotic
Bcl-2-family Members
en
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000000954
refubium.mycore.transfer
http://www.diss.fu-berlin.de/2003/93/
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open access