Summary
Aim: The sodium/iodide symporter (NIS) actively transports iodide into thyrocytes. Thus,
NIS represents a key protein for diagnosis and radioiodine therapy of differentiated
thyroid cancer. Additionally, in the future the NIS gene may be used for cancer gene
therapy of non-thyroid-derived malignancies. In this study we evaluated the functionality
of NIS with respect to iodide uptake in a panel of tumor cell lines and compared this
to gene transfer efficiency. Methods: A human NIS-containing expression vector and reporter-gene vectors encoding ß-Galactosidase-
or EGFP were used for transient transfection of 13 tumor cell lines. Following transfection
measurements of NIS-mediated radioiodide uptake using Na125I and of transfection efficiency were performed. The latter included ß-Galactosidase
activity measurements using a commercial kit and observation by fluorescence microscopy
for EGFP expression. Results: In contrast to respective parental cells, most NIS-transfected cell lines displayed
high, perchlorate-sensitive radioiodide uptake. Differences in radioiodide uptake
between cell lines apparently corresponded to transfection efficiencies, as judged
from reporter-gene assays. Conclusion: With respect to iodide uptake we provide evidence that NIS is functional in different
cellular context. As iodide uptake capacity appears to be well correlated to gene
transfer efficiency, cell type-specific actions on NIS (e. g. post-translational modification
such as glycosylation) are not inhibitory to NIS function. Our data support the promising
role of NIS in cancer gene therapy strategies.
Zusammenfassung
Ziel: Der Natrium/Iodid-Symporter (NIS) transportiert aktiv Iodid in die Schilddrüsenzellen.
Deshalb ist er ein Schlüsselprotein für die Diagnose und Therapie des differenzierten
Schillddrüsenkarzinoms. Weiterhin könnte NIS in Zukunft bei gentherapeutischen Ansätzen
zur Behandlung verschiedener anderer Krebserkrankungen eine Rolle spielen. In dieser
Studie untersuchen wir, inwieweit NIS in Tumorzellinien nach Einschleusung von NIScDNA
funktionell aktiv ist. Dabei wurde der Iodidtransport mit der Transfektionseffizienz
verglichen. Methoden: Nach transienter Transfektion von 13 Tumorzellinien mit einem NIS-Expressionsvektor
sowie verschiedenen Reportergenen (ß-Galaktosidase, EGFP) wurde die zelluläre Aufnahme
von Na125I gemessen. Die Transfektionseffizienz wurde durch Messung der ß-Galaktosidaseaktivität
bestimmt bzw. durch Fluoreszenzmikroskopie abgeschätzt. Ergebnisse: Fast alle NIS-transfizierten Zellinien zeigten im Gegensatz zu den Kontrollzellen
die Fähigkeit zur Iodidaufnahme, die spezifisch mit NaClO4 gehemmt werden konnte. Unterschiede in der Iodidaufnahme der einzelnen Zellinien
stimmten gut mit deren Transfektierbarkeit bei der hier verwendeten Methode überein.
Schlussfolgerung: Unsere Untersuchungen zeigen, dass NIS prinzipiell in verschiedenen Tumorzellarten
die Iodidaufnahme vermitteln kann. Aus der guten Korrelation der Gentransfereffizienz
und der Iodidaufnahme lässt sich ableiten, dass offenbar zellspezifische Modifikationsmechanismen
(z. B. Glykosylierung) sich nicht hemmend auf die NIS-Funktion auswirken. Diese Ergebnisse
unterstützen die Einbeziehung des NIS-Gens in aktuelle Gentherapiekonzepte.
Keywords
Sodium/iodide symporter - cell culture - cancer
Schlüsselwörter
Natrium/Iodid-Symporter - Zellkultur - Krebs