Einfluss von 5'–Fluorouracil und Methotrexat auf die Genexpression in Mammakarzinom-Zelllinien

Abstract

Das Mammakarzinom ist mit über einer Million Neuerkrankungen jährlich weltweit die häufigste bösartige Erkrankung der Frau. Methotrexat und 5’-Fluorouracil sind etablierte Substanzen in der Therapie des Mammakarzinoms. Die Kombination der verschiedenen Substanzen erfolgte bislang nach empirischen Gesichtspunkten; die zu Grunde liegenden molekularen Mechanismen sind noch weitgehend unbekannt. Es wird vermutet, dass 5’-Fluorouracil und Methotrexat neben ihrer Funktion als Antimetabolite ihre Wirkungen zusätzlich durch Veränderungen der Genexpression vermitteln. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, Mammakarzinom-Zellen auf mögliche, durch Methotrexat bzw. 5’-Fluorouracil induzierte Veränderungen der Genexpression zu untersuchen. Mit der Methode der Differential-Display-PCR ließ sich nach Behandlung mit 5’-Fluorouracil keine Alteration im Expressionsmuster detektieren. Mittels Subtraktiver Hybridisierung konnte ein Gen identifiziert werden, welches der Hochregulation durch Methotrexat unterliegt. Bei diesem Gen handelt es sich um die zur Überfamilie der kleinen G-Proteine gehörende ß-Untereinheit des Signalerkennungspartikelrezeptors. Über die Funktion der ß-Untereinheit ist bislang nur wenig bekannt; es wird ihr eine Bedeutung für das spezifische Proteintargeting zum Endoplasmatischen Retikulum zugeschrieben. Weiterführende Experimente konnten keinen Zusammenhang zwischen der Hochregulation der ß-Untereinheit des Signalerkennungspartikelrezeptors durch Methotrexat und der Induktion von Apoptose oder Nekrose aufzeigen. Daher muss die exakte Bedeutung der ß-Untereinheit des Signalerkennungspartikelrezeptors noch definiert werden.

Breast cancer is the most common type of cancer in women today. Both 5-fluorouracil and methotrexate are anticancer drugs which are used in the treatment of breast cancer. It is supposed, that these substances also alter gene expression in addition to their function as antimetabolites. Aim of this work was to detect genes that are differentially expressed in treated and untreated breast cancer cells. These data could provide further information on the acting mechanisms of chemotherapy, ideally leading to new possibilities in combining cytotoxic drugs. Using differential display to investigate the effects of 5-fluorouracil no alteration in gene expression was found. Using subtractive hybridisation a gene was identified, which was upregulated by methotrexate. The differentially expressed gene, named ß-subunit of the signal recognition particle receptor, belongs to the family of small g-proteins. Little is known about its function. It seems to play an important role in specific protein targeting to the endoplasmatic reticulum. Further experiments could not show a correlation between the upregulation of the ß-subunit of the signal recognition particle receptor and the induction of necrotic or apoptotic cell death. Thus, the exact role of the ß-subunit of the signal recognition particle receptor has yet to be defined.