6 Zusammenfassung und Ausblick

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Die Cyclooxygenase-2 (COX-2) ist ein Schlüsselenzym des Arachidonsäurestoffwechsels. Cyclooxygenasen vermitteln durch die Produktion verschiedener Prostaglandine ein breites Spektrum physiologischer Wirkungen, von der Thrombozytenaggregation bis zur Vasokonstriktion. Der COX-2 wird zudem eine bedeutende Rolle sowohl für die Entstehung als auch für die Progression maligner Tumoren zugesprochen. Die Expression der COX-2 konnte in verschiedenen Tumoren nachgewiesen werden. Bei COX-2-positiven Tumoren wurden zum Teil höhere Malignität und eine schlechtere Prognose der Erkrankung festgestellt.

Cyclooxygenase-Inhibitoren haben zusätzlich zu ihrem weiten Anwendungsspektrum als anti-entzündliche Medikamente neue Bedeutung durch chemopräventive Effekte bei der Behandlung von Tumorerkrankungen des Darmtrakts erlangt. Im Zellkulturmodell führten COX-Inhibitoren zu Proliferationshemmung und Induktion von Apoptose bei Tumorzellen.

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Die Erkenntnisse zum Zusammenhang zwischen der Cyclooxygenase-2-Inhibition und der Beeinflussung von Tumorentstehung und -wachstum divergieren jedoch zum Teil sehr stark je nach untersuchtem experimentellen Modellsystem und eingesetzten Inhibitor. Verschiedene Untersuchungen deuten darauf hin, daß die COX-Inhibitoren auch unabhängig von der COX-2

- über sogenannte non-COX-Targets - ihre anti-Tumor-Effekte vermitteln können.

In der vorliegenden Arbeit wurde am Modell einer COX-2-positiven (OVCAR-3) und einer COX-2-negativen (SKOV-3) Ovarialkarzinomzellinie untersucht, ob durch die COX-2-Inhibition Proliferation und Apoptose in diesen Zellen beeinflußt werden. Des weiteren wurde der Frage nachgegangen, ob diese Effekte in Zusammenhang mit der COX-2-Inhibition stehen oder über ein non-COX-Target vermittelt werden.

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Zur Differenzierung von COX-2-spezifischer und -unspezifischer Wirkung wurden zwei Methoden der COX-2-Inhibition miteinander verglichen:

1. die pharmakologische Inhibition durch den selektiven COX-2-Inhibitor NS-398 und

2. die Ausschaltung der COX-2 durch die COX-Isoform-spezifische RNA-Interferenz (RNAi).

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Folgende Ergebnisse wurden in dieser Arbeit gefunden:

  1. Unter Einfluß von IL-1ß wurde bei OVCAR-3 eine vermehrte Produktion von Prostaglandin E2 (PGE2) gemessen. Diese IL-1ß-induzierte PGE-2-Produktion konnte durch eine spezifisch gegen die COX-2 gerichtete siRNA gehemmt werden, während eine COX-1-siRNA keinen Effekt hatte. Das deutet darauf hin, daß die COX-2 die Hauptquelle des gebildeten PGE2 ist.
  2. Der COX-2-Inhibitor NS-398 inhibierte die Produktion von PGE2 und somit auch die COX-2 in den OVCAR-3-Zellen bereits in einer Konzentration von 1µM.
  3. Im Gegensatz dazu führte NS-398 sowohl in der COX-2 positiven Zellinie OVCAR-3 als auch in der COX-2 negativen Zellinie SKOV-3 erst ab einer Inhibitor-Konzentration von 10µM zu einer verringerten Zellproliferation, die nicht durch Gabe von PGE2 antagonisiert werden konnte. Die Inhibition der COX-2 durch siRNA hatte dagegen keine vergleichbaren Auswirkungen auf das Zellwachstum. Auch ein nichtselektiver COX-Inhibitor (Indomethacin) bewirkte in beiden Zellinien eine Proliferationshemmung, aber ebenfalls erst in Konzentrationen, die weit oberhalb der berichteten IC50 für COX-1 und COX-2 liegen. Diese Untersuchungen sprechen dafür, daß der anti-proliferative Effekt von NS-398 nicht als Folge der Inhibition der COX-2 sondern durch Wirkung auf ein anderes Zielprotein vermittelt wird.
  4. Weder bei der COX-2-Inhibition durch NS-398 noch durch RNA Interferenz fand sich eine gesteigerte Apoptose oder Nekrose.
  5. Der durch NS-398 induzierten Proliferationshemmung liegt in beiden Zellinien ein G0/G1-Zellzyklusarrest zugrunde. Dagegen konnten bei der COX-Inhibition durch RNAi in OVCAR-3 keine Veränderungen des Zellzyklus gemessen werden. Diese Ergebnisse deuten auf einen COX-2-unabhängigen Mechanismus hin, der für den durch NS-398 induzierten G0/G1-Arrest verantwortlich ist.

Verschiedene Studien sprechen dafür, daß NSAIDs in der adjuvanten Chemotherapie Anwendung finden könnten. In dieser Studie wurde gezeigt, daß das NSAID NS-398 durch die Induktion eines G0/G1-Zellzyklusarrestes eine deutliche Hemmung der Proliferation von zwei Tumorzellinien bewirken kann. Es gibt bereits mehrere Hinweise für einen Einfluß von NSAIDs auf Zellzyklus-regulierende Proteine. Durch genauere Charakterisierung der intrazellulären Angriffspunkte der NSAIDs, die Gegenstand von weiteren Untersuchungen sein könnte, kann die Spezifität dieser Medikamente in der Tumortherapie erhöht werden. Zudem besteht die Möglichkeit, einen Tumor vor der Therapie auf die Expression bestimmter Targets zu testen, so daß für jeden Tumor eine adäquate pharmakologische Behandlung ausgewählt werden kann.


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17.01.2005