P53-abhängige Sensitivität von Chemotherapie und ionisiertender Strahlung in kolorektalen Karzinomzellmodellen

Abstract

Trotz enormer Anstrengung in der Krebsvorsorge zählt das Kolonkarzinom zu den häufigsten malignen Neoplasien des Menschen. Das Erkrankungsrisiko nimmt dabei mit dem Alter stetig zu, was unter Berücksichtigung der aktuellen demographischen Entwicklung eine stetig steigende Inzidenz nach sich zieht. Der Tumorsupperssor p53 weist dabei in über 50% der Fälle eine Mutation auf. Zur Untersuchung der Frage, welchen Einfluss der p53 Status auf die Therapie mit den etablierten Substanzen 5-Fluoruracil, Irinotecan und Oxaliplatin jeweils als Einzelsubstanz oder in Kombination mit Bestrahlung hat, wurden in der vorliegenden Arbeit etablierte isogene p53 +/+ vs. p53 -/- kolorektale Karzinom Zellmodelle in vitro behandelt. Hierbei wurde die proapoptotische Sensitivität der Einzelsubstanzen, der Bestrahlung und der Kombination aus IR und Substanzen bei unterschiedlichem p53-Status untersucht. Es folgten Zellzyklusanalysen und XTT-Proliferationsassays sowie die Analyse der Proteinexpression mittels Western Blot. Es konnte zum Einen gezeigt werden, dass der p53-Status einen entscheidenden Einfluss auf das Ansprechen auf die jeweilige Therapie hatte. Zum anderen unterschied sich die Sensitivität des jeweiligen therapeutischen Ansatzes auch zwischen den unterschiedlichen Zellmodellen. So zeigten auch Zelllinien mit gleichem p53 Status zum Teil erhebliche Unterschiede hinsichtlich der ED50-Konzentrationen. Zu vermuten ist daher, dass hier sowohl die unterschiedliche Herkunft der Zelllinien als auch weitere Mutationen eine Rolle bei der Behandlung spielten. Die Kombination von Chemotherapie und Bestrahlung weist dabei auf ein p53-abhängiges Ansprechen hin. So führte z.B. die Kombination aus Bestrahlung und 5-Fu bei p53 -/- Zellen generell zu einer statistisch hochrelevanten Sensitivitätssteigerung, während die p53 +/+ Zellen weniger von der Kombination profitieren konnten. Interessant war darüber hinaus, dass in einigen Fällen die Kombination in den p53 +/+ Zellmodellen sogar zu einer schlechteren Sensitivität führte als die jeweilige Einzelsubstanz. Dies fiel insbesondere für die Kombination von Irinotecan und Bestrahlung auf. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass p53 -/- Zellen in unseren Untersuchungen generell von der Kombinationsbehandlung profitierten, wohingegen das Ansprechen der p53 +/+ Zellen von weiteren Faktoren, wie unter Anderem der jeweilig gewählten Substanz, abhängig ist und sich somit nicht generell vorhersehen lässt. Weitere Studien sind hier notwendig um Rückschlüsse auf das in vivo Therapieansprechen in Korrelation zum p53 Status zu ziehen. Trotz enormer Anstrengung in der Krebsvorsorge zählt das Kolonkarzinom zu den häufigsten malignen Neoplasien des Menschen. Das Erkrankungsrisiko nimmt dabei mit dem Alter stetig zu, was unter Berücksichtigung der aktuellen demographischen Entwicklung eine stetig steigende Inzidenz nach sich zieht. Der Tumorsupperssor p53 weist dabei in über 50% der Fälle eine Mutation auf. Zur Untersuchung der Frage, welchen Einfluss der p53 Status auf die Therapie mit den etablierten Substanzen 5-Fluoruracil, Irinotecan und Oxaliplatin jeweils als Einzelsubstanz oder in Kombination mit Bestrahlung hat, wurden in der vorliegenden Arbeit etablierte isogene p53 +/+ vs. p53 -/- kolorektale Karzinom Zellmodelle in vitro behandelt. Hierbei wurde die proapoptotische Sensitivität der Einzelsubstanzen, der Bestrahlung und der Kombination aus IR und Substanzen bei unterschiedlichem p53-Status untersucht. Es folgten Zellzyklusanalysen und XTT-Proliferationsassays sowie die Analyse der Proteinexpression mittels Western Blot. Es konnte zum Einen gezeigt werden, dass der p53-Status einen entscheidenden Einfluss auf das Ansprechen auf die jeweilige Therapie hatte. Zum anderen unterschied sich die Sensitivität des jeweiligen therapeutischen Ansatzes auch zwischen den unterschiedlichen Zellmodellen. So zeigten auch Zelllinien mit gleichem p53 Status zum Teil erhebliche Unterschiede hinsichtlich der ED50-Konzentrationen. Zu vermuten ist daher, dass hier sowohl die unterschiedliche Herkunft der Zelllinien als auch weitere Mutationen eine Rolle bei der Behandlung spielten. Die Kombination von Chemotherapie und Bestrahlung weist dabei auf ein p53-abhängiges Ansprechen hin. So führte z.B. die Kombination aus Bestrahlung und 5-Fu bei p53 -/- Zellen generell zu einer statistisch hochrelevanten Sensitivitätssteigerung, während die p53 +/+ Zellen weniger von der Kombination profitieren konnten. Interessant war darüber hinaus, dass in einigen Fällen die Kombination in den p53 +/+ Zellmodellen sogar zu einer schlechteren Sensitivität führte als die jeweilige Einzelsubstanz. Dies fiel insbesondere für die Kombination von Irinotecan und Bestrahlung auf. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass p53 -/- Zellen in unseren Untersuchungen generell von der Kombinationsbehandlung profitierten, wohingegen das Ansprechen der p53 +/+ Zellen von weiteren Faktoren, wie unter Anderem der jeweilig gewählten Substanz, abhängig ist und sich somit nicht generell vorhersehen lässt. Weitere Studien sind hier notwendig um Rückschlüsse auf das in vivo Therapieansprechen in Korrelation zum p53 Status zu ziehen.