Intrazelluläre Apoptosemechanismen durch TRAIL und Bestrahlung in Lymphomzellen

Abstract

Es werden zwei Apoptosemechanismen unterschieden, der zelltodrezeptorvermittelte Weg und der mitochondriale (durch ionisierende Strahlung induzierte) Mechanismus. Die Kombination von Zelltodrezeptoren mit ionisierender Strahlung führt zu einer erhöhten Apoptoserate. Daher sollten die für die Kombination notwendigen Moleküle identifiziert werden. Es wurde der Kombinationseffekt an normalen Lymphomzellen (Jurkat- Zellen) und an Lymphomzellen mit fehlender Caspase- 8 getestet. Ebenso wurde die Apoptoserate bei BJAB- Zellen und Zellen mit dominant negativem FADD (FADD- DN) untersucht. Die Apoptoserate wurde mittel FACS- Analyse ermittelt. Die Aktivierung der Caspase- 8, 3 und 10 wurde mittels Western-Blot determiniert. Zellen mit FADD- DN zeigten eine normale Strahlensensibilität. Auf alleinige TRAIL- Behandlung zeigten FADD- DN Zellen keine relevante Apoptoseinduktion. Ebenso konnte die Kombinationsbehandlung aus TRAIL und ionisierender Strahlung in FADD- DN Zellen keinen Kombinationseffekt erzielen. Allerdings wiesen Zellen mit fehlender Caspase 8 nach ionisierender Strahlung eine ähnliche Apoptoserate wie normale Lymphomzellen auf. Nach Einzelbehandlung mit TRAIL zeigten Caspase- 8 negative Zellen eine geringere Apoptoserate als die normalen Lymphomzellen. In Zellen mit fehlender Caspase- 8 konnte jedoch ein deutlicher Kombinationseffekt erzielt werden. Im Western-Blot konnte in Caspase- 8 negativen Zellen die Aktivierung von Caspase- 10 nachgewiesen werden. Schlussfolgernd wird FADD für den Kombinationseffekt von TRAIL und ionisierender Strahlung benötigt. Für die Kombinationsbehandlung ist die Anwesenheit von Caspase- 8 nicht zwingend notwendig.

The combination of two different apoptosis inducing pathways (the death receptor mediated pathway and the ionizing radiation induced pathway) can increase cell kill. Therefore it was tried to identify the molecules crucial for the efficacy of a combined treatment. The combination effect was tested on normal lymphoma cells (Jurkat), on cells lacking caspase- 8 and on cells with dominant negative FADD- expression. Apoptosis was determined by FACS- analysis. The activation of caspase 8, 3 and 10 was analyzed by western- blotting. FADD- DN cells reacted with a cell death increase afterwards radiation. The FADD- DN cells showed no relevant apoptosis afterwards TRAIL- treatment . No additive effect of TRAIL and ionizing radiation was detected in FADD- DN cells. Ionizing radiation showed comparabel apoptosis rates in normal lymphoma cells and cells lacking caspase 8. Lack of caspase 8 showed a strongly reduced apoptosis after TRAIL- treatement. The combination of ionizing radiation and TRAIL effectively induced cell death in caspase- 8 lacking cells. Caspase –10 activation was detected in caspase- 8 lacking cells after the combined treatement with TRAIL and radiation. Therefore we can conclude that FADD is essential for the combination effect. Caspase-8 is not necessarily needed for the combined effects of TRAIL and radiation.