Inhaltszusammenfassung:
Ziel dieser Promotionsarbeit ist die Identifizierung und Charakterisierung epigenetischer Wirkmechanismen einer Therapie-induzierten Seneszenz in Tumorzellen. Um mögliche intrazelluläre, Seneszenz-induzierende Signalwege aufzudecken, sollten potentielle Überschneidungen der Wirkmechanismen der primär unterschiedlich wirkenden Substanzen 5-aza-dC und des Topoisomerase II-Inhibitors Doxorubicin auf Ebene der Zellkultur in den Hepatomzelllinien HepG2 und Hep3B phänotypisch untersucht werden.
Der erste Schwerpunkt der Promotionsarbeit lag in einer vergleichenden Betrachtung des miRNoms beider Substanzen. 5-aza-dC als DNMTi reguliert je nach verwendeter Methode und miRBase-Version 16,3% bzw. 12,8% aller miRNAs und somit deutlich mehr und zusätzlich stärker als Doxorubicin mit 3,2 %. Es konnte gezeigt werden, dass miR-494 und miR-369-5p die einzig gemeinsam regulierten miRNAs darstellen. miR-494 war zudem in der Lage, Effekte der Chemotherapeutika bezüglich der Proliferationshemmung und der SA-ßGal-Modulation nachzuahmen. Eine AntagomiR-494-Transfektion führte jedoch nicht zur Aufhebung der 5-aza-dC- und Doxorubicin-vermittelten Effekte, so dass die Therapie-induzierte Seneszenz dieser beiden Substanzen nicht ausschließlich auf eine Modulation von miR-494 zurückgeführt werden konnte.
Der zweite Schwerpunkt der Promotionsarbeit lag auf der Untersuchung des Einflusses von HDAC4 in der Wirkungsweise von 5-aza-dC und Doxorubicin, da beide Chemotherapeutika zu einer Abnahme des Proteingehalts von HDAC4 führten. Beide Substanzen können somit über eine HDAC4-Regulation epigenetische Mechanismen für eine transkriptionelle Aktivität regulieren, die nicht ihrem primären Wirkmechanismus entsprechen. Neben einer miR-1 vermittelten Abnahme des Proteingehaltes von HDAC4, ahmte ebenfalls ein spezifischer siRNA-vermittelter HDAC4-Knockdown die Proliferationshemmung und die SA-ßGal-Modulation von 5-aza-dC und Doxorubicin in HepG2-Zellen nach. Eine HDAC4-Überexpression führte zudem zu einer Abnahme der von 5-aza-dC- und Doxorubicin-induzierten SA-ßGal-Färbung als Surrogat-Parameter einer Therapie-induzierten Seneszenz. Es ergeben sich Hinweise darauf, dass die HDAC4-Regulation maßgeblich an der Seneszenzinduktion durch 5-aza-dC und Doxorubicin beteiligt sein könnte. Dass HDAC4 hierfür ein wesentlicher Faktor sein dürfte, kann durch dessen pleiotrope Wirkungsweise erklärt werden. Eine Überprüfung eines HDAC4-Knockdowns weiterer p53-kompetenter und –nicht-kompetenter Tumorzelllinien in vitro und in vivo sollte als Ausblick zur weiteren Bestätigung dieser Beobachtung durchgeführt werden. Im Gegensatz zu den bisher klinisch eingesetzten HDACi, welche meist mehrere HDACs inhibieren und als Pan-HDACi gelten, hätte ein selektiver HDAC4-Knockdown bzw. -Inhibierung den Vorteil eines potentiell geringeren Nebenwirkungsprofils und nach unseren Daten das Potential einer gezielten Auslösung einer Therapie-induzierten Seneszenz.
Zusammenfassend konnte in dieser Promotionsarbeit die Modulation der Faktoren miR-494, miR-1 und HDAC4 als molekulare Mechanismen einer Therapie-induzierten Seneszenz identifiziert werden. Inwieweit eine gezielte Modulation dieser Zielstrukturen für therapeutische Zwecke ausgenutzt werden kann, bedarf einer über den Rahmen dieser Promotionsarbeit hinausgehenden Überprüfung.
