Untersuchungen zur Apoptoseinduktion durch Histondeacetylaseinhibitoren in Zelllinien des Nierenzellkarzinoms

Abstract

Aufgrund der gegenwärtig unbefriedigenden Ergebnisse in der Behandlung des metastasierten Nierenzellkarzinoms ist es notwendig, neue Therapiestrategien zu entwickeln. Einer von mehreren Ansätzen ist die Induktion von Apoptose in Tumoren. Histondeacetylaseinhibitoren (HDIs) haben in einer Reihe von Malignomen bewiesen, dass sie Apoptose einleiten und so Tumorgewebe verkleinern können. Diese Arbeit untersuchte, ob die HDIs Butyrat, Valproat und Trichostatin A (TSA) auch in Nierenkarzinomzelllinien (SN12, A498, ACHN) proapoptotisch wirken. Des Weiteren sind die Effekte einer HDI Behandlung auf die Genexpression des antiapoptotischen Survivins analysiert worden. Die morphologischen Beobachtungen im Fluoreszenzmikroskop ergaben, dass die drei HDIs an den untersuchten Zelllinien apoptosetypische Veränderungen bewirkten. Auf der molekularen Ebene wurde per RT-PCR und Western Blot das Expressionsmuster der Caspase-3, die als Indikator für apoptotische Aktivität angesehen wird, untersucht. Auf mRNA- und Protein-Ebene fielen die Ergebnisse nicht eindeutig aus. Nur in der ACHN konnte für alle drei HDIs ein eindeutiger Anstieg der Caspase-3-Genexpression gezeigt werden. Interessanterweise konnte hier auch die höchste native Caspase-3-Expression beobachtet werden. Zudem steigerte Valproat in den drei Zelllinien die Caspase-3-Genexpression. Die Western Blot Ergebnisse bestätigten die Beobachtungen, die auf mRNA-Ebene gemacht wurden. Dagegen konnten die verwendeten HDIs in sämtlichen Zelllinien die Survivin-Genexpression senken. Darüber hinaus war die Senkung der Survivin-Genexpression in einigen Zelllinien mit einer Steigerung der Caspase-3-Genexpression assoziiert. Somit ergeben sich aus unseren Resultaten erste Hinweise, dass HDIs ihre apoptotische Wirkung in Nierenkarzinomzelllinien über eine Beeinflussung der Survivin-Genexpression vermitteln. Die Ergebnisse unserer Arbeit müssen durch weitere Forschung erhärtet werden. Sollten sich unsere Ergebnisse insbesondere in vivo bestätigen, so könnte aus unserem experimentellen Ansatz eine Therapieoption in der Behandlung des metastasierten Nierenzellkarzinoms entstehen.

The unsatisfactory results of current therapies make it necessary to develop new therapeutic strategies for advanced renal cell carcinoma. The induction of apoptosis in tumors is one approach. Histone deacetylase inhibitors (HDIs) have shown in many tumors that they can induce apoptosis and growth arrest. This study investigated whether the HDIs butyrate, valproic acid and trichostatin A (TSA) are able to induce apoptosis in renal cell carcinoma cell lines (SN12, A498, ACHN). Additionally, the effects on the gene expression of the antiapoptotic survivin were analyzed. Microscopic observations showed that all three HDIs can cause typical apoptotic changes in the analysed cell lines. On the molecular level, caspase-3 gene expression, which is an indicator for apoptotic activity, was examined by RT-PCR and Western Blot. On the mRNA and protein level the results proved ambiguous. A clear increase of caspase-3 gene expression could only be demonstrated in HDI treated ACHN. Interestingly enough, the highest native caspase-3 gene expression was shown in ACHN. Additionally, valproic acid increased the caspase-3 level in all three cell lines. The Western blot results confirmed the observations made on mRNA level. In contrast, all used HDIs decreased survivin gene expression in all cell lines. In addition, the decrease of survivin gene expression was associated with an increase of caspase-3-gene expression in some cell lines. Therefore our results offer first hints that the apoptotic effect of HDIs are mediated by influencing survivin gene expression in cell lines of renal cell carcinoma. The results of our study have to be substantiated by further research. If our results are confirmed in vivo, our experimental approach could be a new therapeutic option for the treatment of advanced renal cell carcinoma.