Doctoral Thesis
Ein Mangel an spezifischen Symptomen und diagnostischen Möglichkeiten verhindert hĂ€ufig eine frĂŒhe Diagnosestellung und damit eine effektive Therapie des OC. Das Hitzeschockprotein HSP27 ist in die Progression vieler maligner Krebserkrankungen involviert und nachweislich in einer Vielzahl solider Tumoren hochreguliert. HSP27-Serumspiegel korrelieren mit der AggressivitĂ€t und Chemotherapieresistenz des OC. Daher stellt HSP27 einen potentiellen Biomarker fĂŒr die Diagnostik, Prognose und Therapie des OC dar.
Die aktive Sekretion von HSP27 wurde bereits fĂŒr diversen Zelltypen beschrieben und findet auch in Zellen ovariellen Ursprungs statt. Daher wurde die HSP27-Sekretion in dieser Arbeit im Zellkulturmodell mit den Ovarialkarzinomzelllinien OVCAR-3, SK-OV-3 und TOV-21G untersucht. Die Ăberexpression von HSP27 wurde sowohl gentechnisch mittels des DNA-Vektors pHSP27, als auch mittels Hitzeschock-Behandlung simuliert. Western Blot und ELISA Messungen dienten der Bestimmung der intra- und extrazellulĂ€ren HSP27-Konzentration. Die Inhibition des intrazellulĂ€ren Proteintransportes durch das ER wurde durch BFA realisiert. Der Transfektion der Zellen mit dem Vektor pHSP27 folgte eine Steigerung der intrazellulĂ€ren HSP27-Expression. Diese war assoziiert mit signifikant erhöhten extrazellulĂ€ren HSP27-Konzentrationen. Diese Ergebnisse konnten durch die Hitzeschock-Versuche bestĂ€tigt werden. Die Inhibition des ER-abhĂ€ngigen intrazellulĂ€ren Transportmechanismus durch BFA lĂ€sst auf eine aktive Sekretion von HSP27 ĂŒber einen alternativen Mechanismus schlieĂen.
In der vorliegenden Arbeit wurde gezeigt, dass die HSP27-Sekretion in OVCAR-3, SK-OV-3 und TOV-21G Zellen von der intrazellulĂ€ren HSP27-Konzentration abhĂ€ngig, aber unabhĂ€ngig von ER-Transportmechanismen in den Ovarialkarzinomzellen ist. Die Anwesenheit von HSP27 im Serum von Patientinnen deutet darauf hin, dass die HSP27-Sekretion eine Funktion bzgl. der Tumorprogression des OC besitzt. Daher könnte die Konzentration an sekretiertem HSP27 als Biomarker fĂŒr Diagnostik und Therapieverlauf sowie intrazellulĂ€res HSP27 als ZielmolekĂŒl fĂŒr die Therapie des Ovarialkarzinoms von Bedeutung sein.
Einfluss von Paclitaxel und Carboplatin auf das Hitzeschockprotein 27 in Ovarialkarzinomzellen
(2020)
Die hohe MortalitĂ€t und spĂ€te Erstdiagnose im oft fortgeschrittenen Stadium des OvCas unterstreichen die Notwendigkeit der Identifizierung geeigneter Biomarker. HSP27, Schutzfaktor der Zelle vor gefĂ€hrdenden UmwelteinflĂŒssen im gesunden Gewebe, Indikator fĂŒr Tumorprogress und Vermittler von Resistenzen, könnte im Rahmen der Verbesserung diagnostischer und therapeutischer MaĂnahmen genutzt werden. Um einerseits geeignete FrĂŒherkennungsmaĂnamen zu etablieren, andererseits eine mögliche Resistenzbildung zu detektieren und gegen HSP27 gerichtete Therapiemöglichkeiten effizient einsetzen zu können, ist die Charakterisierung des HSP27 Umsatzes von Bedeutung. Die genauen Mechanismen der Resistenzentwicklung, ausgelöst durch Chemotherapie, sind noch nicht vollstĂ€ndig verstanden und wurden in dieser Arbeit in einem Zellkulturmodell untersucht. Dazu wurden die vier Zelllinien OVCAR-3, SK-OV-3, TOV-21G und TOV-112 im Zeitfenster von 120 h mit den mittleren inhibitorischen Konzentrationen der Standardchemotherapeutika Paclitaxel und Carboplatin inkubiert. Nach erreichter Wachstumshemmung konnten die VerĂ€nderungen der intra- und extrazellulĂ€ren HSP27-Konzentrationen mittels Western Blot und ELISA analysiert werden. Es zeigte sich nicht nur ein zellspezifisches, sondern auch ein wirkstoffspezifisches Antwortverhalten der vier Zelllinien. Insgesamt stellte sich im Rahmen einer schnellen Zellantwort im Intrazellularraum eine Tendenz zum Konzentrationsabfall und im Extrazellularraum eine Tendenz zum Konzentrationsanstieg von HSP27 heraus. Womöglich greifen die Medikamente in Regulationen der HSP27 Synthese ein oder fĂŒhren durch Nekrose-induzierte Wirkung zur vermehrten Freisetzung in den Extrazellularraum. Die genauen Freisetzungsmechanismen sind noch unklar. Eine Induktion von HSP27 blieb zumindest im durchgefĂŒhrten Zeitfenster aus. Womöglich tritt diese zu einem spĂ€teren Zeitpunkt ein. Vorliegende Ergebnisse beleuchten das individuelle Antwortverhalten jeder einzelnen Zelllinie auf Ă€uĂere Stimuli in Form von Chemotherapie. ZukĂŒnftige Untersuchungen im OvCa ĂŒber einen beispielsweise lĂ€ngeren Zeitraum sind erforderlich, um die Eignung von HSP27 als Indikator fĂŒr Resistenzbildung weiter zu analysieren und zu bewerten.
Das OC ist trotz intensiver ForschungstÀtigkeiten auch heute noch schwierig rechtzeitig zu
diagnostizieren und im Anschluss an die Diagnose nicht befriedigend zu therapieren.
miRNAs, einzelstrÀngige, nicht kodierende RibonukleinsÀuren und Regulatoren der
Genexpression auf posttranskriptionaler Ebene, werden maĂgeblich mit der Entstehung
von Tumoren in Verbindung gebracht. miR-1 wurde in der Vergangenheit wiederholt
als Tumorsuppressor charakterisiert, jedoch gab es bisher noch keine experimentelle
Studie zur möglichen FunktionalitÀt von miR-1 im OC.
WĂ€hrend die transiente Ăberexpression von miR-1 in einem ersten Versuch kein
reproduzierbares Ergebnis lieferte und somit noch keine Aussage bezuÌglich der Funktion
von miR-1 im OC zulieĂ, wurden stabil miR-1 uÌberexprimierende Zelllinien generiert.
Hier konnte gezeigt werden, dass eine hohe Expression von miR-1 nicht mit geringem
Zellwachstum korreliert. DaruÌber hinaus wurde in folgenden Versuchen die ZellmotilitĂ€t
der miR-1 uÌberexprimierenden OC-Zellen mittels Scratch Assays uÌberpruÌft. Es zeigte sich
auch hier keine Inhibition der MigrationsfÀhigkeit der Zellen.
Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit demonstrieren, dass miR-1 ihre Funktion als
Tumorsuppressor im OC verloren hat. Der Grund dafuÌr liegt womöglich in einer
nachgeschalteten Signalkaskade, deren Dysregulation es zu klÀren gilt. Dies könnte dazu
beitragen, die molekulare Maschinerie des OC zu verstehen und neue Therapieoptionen des
OC zu entwickeln.
