Refine
Document Type
- Article (2)
- Doctoral Thesis (1)
Has Fulltext
- yes (3)
Is part of the Bibliography
- no (3)
Keywords
- ROS (3) (remove)
Institute
- Klinik und Poliklinik für Urologie (3) (remove)
Publisher
- MDPI (2)
An Serin139 phosphoryliertes gamma Histon H2A.X (γH2A.X) hat sich über die Jahrzehnte als sensitiver Surrogat-Endpunkt Strahlen-induzierter DNA-Schäden, insbesondere von DNA-Doppelstrangbrüchen (DSBs) etabliert. Daher wurde γH2A.X in seiner biomedizinischen Anwendung als geeigneter Marker und genereller Indikator direkter DNA-Schäden anderer Agenzien, beispielsweise niedrig konzentrierter primär exogener reaktiver Sauerstoffspezies (ROS), deren intrazelluläre Effekte weniger direkt auf eine DNA-Oxidation oder das Einfügen von Strangbrüchen abzielen, angesehen. Nicht-thermisches physikalisches Plasma (NTPP), ein teilweise ionisiertes Gas, dessen biochemische Wirkung in vitro hauptsächlich über Freisetzung reaktiver Sauerstoff- und Stickstoffspezies (RONS) in der flüssigen Phase der Zellumgebung vermittelt wird, setzt lebende Systeme dosisabhängig oxidativem Stress aus und wird therapeutisch in der Wundbehandlung sowie Krebsbehandlung angewendet. Die γH2A.X Quantifizierung wurde häufig zur Beurteilung der Genotoxizität in Plasma-behandelten Zellen verwendet, wobei die NTPP-Exposition in vitro bereits häufig einen γH2A.X Anstieg zeigte, was zu der Hypothese führte, dass ein (oxidativer) DNA-Schaden die direkte Konsequenz Plasma-generierter ROS sei. Darüber hinaus tritt γH2A.X auch während der Apoptose auf, die wiederum selbst mit der NTPP- und ROS-Exposition assoziiert ist. Die vorliegende Arbeit untersuchte die γH2A.X-Induktion in einer Lymphoblasten-Zelllinie bei ROS-Exposition (NTPP, H2O2 oder HOCl) bzw. Behandlung mit UVB-Licht. Durch Verwendung von Antioxidantien wurden sowohl die Zytotoxizität als auch die γH2A.X-Induktion bei allen Arten der ROS-Quellen außer bei UVB-Strahlung aufgehoben. Inhibition der Signalwege für oxidativen Stress (p38-MAPK) und Apoptose (Pan-Caspase) hemmten signifikant die γH2A.X-Induktion bei ROS, jedoch nicht bei UVB-Licht. Letztlich und trotz H2A.X Phosphorylierung führte die UVB-Licht- und eben nicht die NTPP-Exposition zu einer signifikanten Bildung von Mikronuklei (MN), die einen funktionellen Endpunkt genotoxischer DSBs darstellen, sodass trotz der γH2A.X Präsenz kein nachhaltiges mutagenes Potential der medizinischen Plasmabehandlung identifiziert werden konnte. Im Gegensatz zu Strahlen- oder Chemotherapeutika- induziertem und somit DNA-Schaden-assoziiertem γH2A.X zeigen die Daten dieser Arbeit die H2A.X Phosphorylierung weniger als Folge eines ROS-vermittelten primären DNA-Schadens, sondern vielmehr im Licht redox-sensitiver Signalwege der Apoptose, sodass künftige γH2A.X Messungen im medizinischen Bereich, insbesondere in der Plasmamedizin und Redoxbiologie einer sorgfältigen Interpretation bedürfen.
Heat Shock Protein 27 Affects Myeloid Cell Activation and Interaction with Prostate Cancer Cells
(2022)
Heat shock proteins are cytoprotective molecules induced by environmental stresses. The small heat shock protein 27 (Hsp27) is highly expressed under oxidative stress conditions, mediating anti-oxidative effects and blocking apoptosis. Since medical gas plasma treatment subjects cancer cells to a multitude of reactive oxygen species (ROS), inducing apoptosis and immunomodulation, probable effects of Hsp27 should be investigated. To this end, we quantified the extracellular Hsp27 in two prostate cancer cell lines (LNCaP, PC-3) after gas plasma-induced oxidative stress, showing a significantly enhanced release. To investigate immunomodulatory effects, two myeloid cell lines (THP-1 and HL-60) were also exposed to Hsp27. Only negligible effects on viability, intracellular oxidative milieu, and secretion profiles of the myeloid cells were found when cultured alone. Interestingly, prostate cancer-myeloid cell co-cultures showed altered secretion profiles with a significant decrease in vascular endothelial growth factor (VEGF) release. Furthermore, the myeloid surface marker profiles were changed, indicating an enhanced differentiation in co-culture upon Hsp27 treatment. Finally, we investigated morphological changes, proliferation, and interaction with prostate cancer cells, and found significant alterations in the myeloid cells, supporting the tendency to differentiate. Collectively, our results suggest an ambiguous effect of Hsp27 on myeloid cells in the presence of prostate cancer cells which needs to be further investigated.