Apoptose und Chemosensitivität beim hepatozellulärem Karzinom

Einleitung: Apoptose, der programmierte Zelltod, gilt als ein Hauptmechanismus der Zytostatikawirkung. Tumorzellen können sich der Apoptose entziehen und so eine Resistenz gegenüber bestimmten Zytostatika entwickeln. Wir haben die Wirkung von Chemotherapeutika in Konzentrationen, die im Serum von Patienten unter Zytostatika- Therapie gemessen werden, auf die Apoptosesignalwege von Tumorzellen des hepatozellulären Karzinoms charakterisiert.

Methoden: Hep3B- Zellen (p53-/-) und HepG2- Zellen (p53wildtyp) wurden mit den Chemotherapeutika Bleomycin, Doxorubicin und Mitoxantron behandelt. Die Charakterisierung des Einflusses dieser Chemotherapeutika auf die Apoptosesignalwege der Tumorzellen erfolgt durch FACS-Analyse (CD95, TNF-R, TRAIL-R1 und -R2 und mitochondriales Membranpotential), Blockade- und Stimulationsexperimente (Todesrezeptoren, Caspasen), Immunoblot, Luciferase-Reporter-Assays sowie mittels cDNA-Microarray Analysen.

Ergebnisse: Zytostatika in klinisch relevanten Konzentrationen induzieren die Apoptose von Tumorzellen. Chemotherapeutika können den programmierten Zelltod auslösen, indem sie 1) den extrinsischen Apotosesignalweg ansprechen und die Todesrezeptoren CD95, TNF-R, TRAIL-R1 und -R2 aktivieren, 2) eine vermehrte Expression von FADD induzieren, 3) die Aktivierung von Caspasen induzieren, 4) den intrinsischen Apoptosesignalweg aktivieren und zu einer Depolarisation der Mitochondrienmembran führen, 5) die vermehrte Expression von p53, p63 und p73 induzieren, 6) die Expression von pro-apoptotischen Molekülen der mitochondrialen Apoptosesignalwege induzieren, wie z.B. Bax. 7) Zytostatika induzieren allerdings auch die Expression anti-apoptotischer Moleküle, wie FLIP, Bcl-xl und Mcl–1.

Diskussion: Die Chemotherapeutika Bleomycin, Doxorubicin und Mitoxantron induzieren nicht nur Apoptose, sondern auch die Expression anti-apoptotischer Proteine. Durch diese Mechanismen können sich Tumorzellen der Apoptose entziehen. Entscheidend für das Therapieansprechen ist daher das Verhältnis pro-apoptotischer Proteine / Signalwege gegenüber den resistenzvermittelnden anti-apoptotischen Proteinen / Signalwegen. Diese Untersuchungen bieten Möglichkeiten, die molekularen Mechanismen der Resistenzentwicklung von Tumorzellen gegenüber einer Chemotherapie aufzudecken und können als Basis für die Entwicklung neuer Anti-Tumorstrategien dienen.

Apoptose; Cytostatica; HCC