Characterization of the ARHI Tumor-Suppressor as a Target for Gene Therapy in Ovarian Cancer[*]

Zusammenfassung

Fragestellung

Die Entdeckung neuer Tumorsuppressorgene wie ARHI führt zu weiter gehenden Einsichten in die biologische Heterogenität des Ovarialkarzinoms. Dies eröffnet mögliche Ansätze für eine Gensubstitutionstherapie. Basierend auf der Charakterisierung von ARHI soll ein In-vitro-Modell zur Gentherapie des Ovarialkarzinoms vorgestellt werden.

Material und Methodik

Acht Ovarialkarzinomzelllinien wurden mit einem rekombinanten, adenoviralen Vektor (Ad5CMV-ARHI) transduziert. Die Transduktionseffizienz wurde durch den Einsatz β-Galactosidase exprimierender Adenoviren (Ad5CMV-LacZ) nach X-Gal-Färbung untersucht. Durch Western-Blot-Analyse wurde die P26ARHI-Reexpression nach adenoviraler Transduktion untersucht. Der Einfluss der Gentransduktion auf das Wachstum von Ovarialkarzinomzellen wurde durch Zellzählung, der Einfluss auf den Zellzyklus und die Apoptoseinduktion durch Flow-Zytometrie (FACS) und TUNEL-Test untersucht.

Ergebnisse

Die adenovirale ARHI-Transduktionseffizienz variierte zwischen den verschiedenen Ovarialkarzinomzelllinien. Eine virale Dosis, die mindestens 50 % der Ovarialkarzinomzellen infizierte, führte zu einer Wachstumshemmung um mehr als 90 % in 7 von 8 untersuchten Zelllinien. Die ARHI-Transduktion führte zur signifikanten Apoptoseinduktion (20 % vs. 2 - 4 % control). Der Einfluss der viralen Toxizität wurde durch Ad5CMV-LacZ-Infektion als Kontrolle erfasst. Ein G1-Arrest wurde nicht beobachtet.

Schlussfolgerung

ARHI ist ein neues Tumor-Suppressorgen mit besonderer Relevanz beim Ovarialkarzinom. ARHI-Transduktion führt zur Wachstumshemmung und Apoptoseinduktion bei Ovarialkarzinomzelllinien. Weitere Untersuchungen an ARHI sollen zu Einsichten in dessen Bedeutung als Prognosefaktor und als Target für eine Gentherapie beim Ovarialkarzinom beitragen.

Abstract

Objective

Identification and characterization of relevant tumor-suppressor genes (ARHI) that are downregulated in ovarian cancer should identify targets for gene therapy. The tumor-suppressor function of ARHI was evaluated analyzing the impact of adenoviral ARHI transduction (in-vitro gene therapy) on ovarian cancer cell growth and induction of apoptosis was analyzed.

Material and Methods

To study in-vitro gene therapy, ovarian cancer cells were transduced with a recombinant adenovirus (Ad5CMV-ARHI). Transduction efficiency was assessed using a β-gal-containing adenovirus (Ad5CMV-LacZ). Cell-counting assays were used to evaluate the effect of transduction on the growth of cells. P26ARHI expression was evaluated using Western blot analysis. Cell cycle and apoptosis were analyzed using fluorescent activated cell sorting (FACS) and TUNEL staining.

Results

Adenoviral ARHI transduction efficiencies varied between the analyzed cell lines. P26ARHI reexpression was detected 8 hours after infection, with a peak at 48 hours. More than 90 % growth inhibition occurred in seven of eight cell lines after infection with Ad5CMV-ARHI if a viral dose leading to at least 50 % of cells infected was used. ARHI transduction leads to apoptosis but no G1 arrest was determined.

Conclusion

ARHI appears to be a putative tumor-suppressor gene whose function is abrogated in ovarian cancers. Adenoviral transduction (in-vitro gene therapy) is a method to induce ARHI reexpression with consecutive induction of apoptosis in ovarian cancer cells. Further evaluation of ARHI should elucidate its potential prognostic significance and its possible value for gene therapy in human ovarian cancer.

Ovarialkarzinom - ARHI - Gentherapie - Tumorsuppressorgen

Ovarian cancer - ARHI - gene therapy - tumor-suppressor gene

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1 Herrn Prof. Dr. Norbert Lang zur Emeritierung gewidmet