Die p53 Familie und Apoptose beim hepatozellulären Karzinom–Kooperativität und Synergie mit Chemotherapeutika

Einleitung: Die Kooperation der p53 Familienmitglieder hinsichtlich der Induktion von Apoptose nach DNA-Schädigung wird kontrovers diskutiert (Flores et al. Nature 2002; Senoo et al. Cancer Cell 2004). Wir haben in Hepatomzellen eine Kooperation der p53 Familienmitglieder hinsichtlich der Aktivierung von Apoptose-Signalwegen untersucht.

Methoden: TAp53, TAp63 und TAp73 wurden einzeln oder in Kombination mittels adenoviraler Vektoren in Hep3B-Zellen transferiert. Zusätzlich wurden die Zellen mit Chemotherapeutika in klinisch relevanten Konzentrationen behandelt. Induzierte Apoptose-Signalwege wurden mittels FACS Analyse (Nicoletti-, CD95, TNF-R, TRAILR1/R2 und JC–1-Färbung), RNA Interferenz, Chip, Luciferase-Reporter-Assays sowie cDNA-Mikroarray-Analysen untersucht.

Ergebnisse: Kombinierter Gentransfer der p53 Familienmitglieder erzielt eine signifikant höhere Apoptoserate und somit ein deutlich besseres Therapieansprechen von Hepatomzellen auf Chemotherapeutika. Wir konnten die Kooperation der p53 Familienmitglieder auf transkriptioneller Ebene und auf Proteinebene nachweisen. Kombinierter Gentransfer der p53 Familienmitglieder führte zu einer erhöhten Transaktivierung Apoptose-relevanter Gene (CD95, TRAILR1/R2, und TNF-R1). Zusätzliche Behandlung mit Chemotherapeutika führte zu einer verstärkten Expression von Zellzyklusarrest-Genen wie GADD45A und proapoptotischen Genen wie PIG3, TRAILR1/R2 und CD95.

In Luciferase-Assays zeigte sich eine verstärkte Transaktivierung des Todesrezeptor Gens CD95 sowie des mitochondrialen Bax Gens. Weiterhin führte der kombinierte Gentransfer in Hepatomzellen zu einer signifikanten Erhöhung der Apoptoserate und zur Depolarisation der Mitochondrienmembran. Beide Effekte wurden durch zusätzliche Behandlung mit Bleomycin in klinisch relevanter Dosis verstärkt. Ausserdem hemmt Bleomycin die Expression von MDM2, dem natürlichen Gegenspieler von p53.

Diskussion: Die p53 Familie kooperiert in der Induktion von Apoptose in Hepatomzellen indem sie sowohl gemeinsame als auch distinkte Zielgene und Apoptose-Signalwege aktiviert. Durch zusätzliche Behandlung mit Chemotherapeutika werden ergänzend antiapoptotische Signalwege gehemmt sowie proapoptotische Signalwege verstärkt.

In zukünftigen Gentherapie-/Chemotherapie-Studien sollte der kombinierte Einsatz der p53 Familie mit und ohne Chemotherapie evaluiert werden.

Schlüsselwörter

Apoptose-Signalwege - Chemotherapie - p53-Familie