Apoptoseinduktion in Lymphomzellen durch TRAIL und Bestrahlung

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurde der Effekt von TRAIL, einem neuen Mitglied der TNF-Genfamilie, und Bestrahlung gesondert auf sechs verschiedene Lymphom- und Leukämiezelllinien untersucht. Beide Behandlungsmethoden führen über getrennte Wege zum Zusammenbruch des mitochondrialen Potentials Delta-psi-m und zur Aktivierung von Caspase-8, Caspase-3, Bid und PARP in den sensiblen Zelllinien. Es wurde nachgewiesen, dass alle untersuchten Zellen die erforderlichen TRAIL-Rezeptoren exprimieren. Dennoch wird nur in den Zelllinien 207, U937 und CMLT-1 durch TRAIL Apoptose in unterschiedlicher Stärke induziert. Anders verhält es sich bei Bestrahlung. Hier reagieren alle Zelllinien mit Apoptose in unterschiedlicher Stärke außer C698 mit < 10 Prozent. Im Westernblot konnten die Ergebnisse mittels PARP-Spaltung korreliert werden. PARP wird als gemeinsame Endstrecke über beide diskutierten Signaltrans-duktionswege mittels Caspasen gespalten. Sind die Zelllinien resistent, erfolgt keine Spaltung. Diese Resistenzen erschweren die Behandlung im klinischen Alltag und der Therapieerfolg bleibt aus. Durch Kombination der beiden Stimuli wurde überprüft, ob es zu additiven Effekten kommt. Dies konnte bei U937, 207 und CMLT-1 nachgewiesen werden.

Die Bestrahlung könnte durch eine Heraufregulation der TRAIL-Rezeptoren zu einer höheren Apoptoserate nach TRAIL-Behandlung führen. Eine Vorbestrahlung der Zellen und nachfolgende Stimulation führt gegenüber simultaner Behandlung mit TRAIL und Bestrahlung zu keiner Steigerung der Apoptoserate. Es konnte gezeigt werden, dass eine Kombination von TRAIL und Bestrahlung bei einigen Leukämie- und Lymphomzelllinien zum verstärkten Zelltod führt. Diese Behandlungsweise könnte zur verstärkten Tumorelimination bei besserer Verträglichkeit führen unter Umgehung der Resistenzmechanismen der einzelnen Zelllinien. Eine höhere Lebensqualität oder gar eine potentielle Heilung Erkrankter könnte das Ergebnis sein. Dieser vielversprechende Ansatz sollte in zukünftigen klinischen Studien überprüft werden.

The effect of irradiation and TRAIL, a new member of the TNF-gene-family, on six different cell lines of lymphomas and leukemia has been examined. Both methods of treatment lead by different approaches to the collapse of the mitochondrial potential delta-psi-m and the activation of caspase-8, caspase-3, Bid and PARP in the sensitive cell lines. We proved that all tested cell lines express the required TRAIL-receptor. However the induced rate of apoptosis by TRAIL differs in intensity in the cell lines 207, U937 and CMLT-1. After irradiation all cell lines react with apoptosis in different intensity except C698 with <10 percent. We confirmed the results by cleavage of PARP in the Western blot. PARP is activated at the end of both discussed signal transduction pathways by caspases. If the cell lines are resistent, PARP will not be activated.

We testet if a combination of irradiation and TRAIL leads to additive effects. This could be proved after a combined treatment of U937, 207 and CMLT-1.

Irradiation could lead to a higher rate of apoptosis after treatment with TRAIL by up-regulation of the TRAIL-receptors. An irradiation of the cell lines and following stimulation with TRAIL leads to the same rate of apoptosis as after a simultaneous treatment with TRAIL and irradiation.

It could be demonstrated that a combination of TRAIL and irradiation leads to an increased rate of apoptosis in some cell lines of lymphomas and leukemia. This combined treatment could lead to an increased elimination of tumor mass and an improved tolerance by bypassing the mechanisms of resistance of the different cell lines. A higher quality of life or a potential healing could be the result. This promising approach should be tested in further clinical studies.