Zur Erlangung des akademischen Grades
Dr. med.

vorgelegt der Medizinischen Fakultät Charité
der Humboldt-Universität zu Berlin

von Martin Köbel ,
aus Magdeburg

Dekan: Prof. Dr. med. Dr. h. c. R. Felix

Gutachter:
Prof. Dr. med. S. Hauptmann
Prof. Dr. med. H. Kuehn
Prof. Dr. med. D. Schadendorf

Datum der Promotion: 18.06.2001

Zusammenfassung

Seit Anfang der 90-iger Jahre ist bekannt, dass nichtsteroidale Antirheumatika die Inzidenz des kolorektalen Karzinoms vermindern können. Diese antitumoröse Aktivität wird wahrscheinlich über die Cyclooxygenase-2 (COX-2) vermittelt, welche die Biosynthese von Prostaglandin H2, einer Vorstufe der Prostanoide, katalysiert. Eine Überexpression der COX-2 wurde für verschiedene Karzinome beschreiben. In dieser Studie wurde die Expression und tumorbiologische Relevanz der COX-2 im malignen Melanom, als Vertreter nichtepithelialer Tumoren, untersucht.

Im Western blot wurde COX-2 Protein in den sechs untersuchten Melanomzelllinien nachgewiesen. Mittels eines spezifischen ELISAs wurde PGE2 im Überstand der Zelllinien nachgewiesen. Die PGE2-Biosynthese wurde durch den COX-2-spezifischen Inhibitor NS 398 konzentrationsabhängig inhibiert. Die IC50 der COX-2 für NS 398 wurde mit etwa 6 microM bestimmt. NS 398 inhibierte die Matrigelinvasion aller sechs Melanomzelllinien, ohne Einfluss auf die Proliferation zu haben. Die Invasionshemmung war PGE2-unabhängig, weil i) exogenes PGE2 die Invasionshemmung nicht wieder aufhob, ii) die erforderliche Konzentration von NS 398 zur Invasionshemmung im 8-fachen Bereich der IC50 der COX-2 lag.

Die COX-2 ist Melanomzellen konstitutiv exprimiert und synthetisiert PGE2. NS 398 hemmt die Invasion von Melanomzellen in PGE2-unabhängiger Weise und könnte somit über ein sog. Non-COX-target wirken.

Schlagwörter:
Cyclooxygenase-2, Prostaglandin E2, NS 398, Melanom

Abstract

Accumulating evidence indicates that nonsteroidal anti-inflammatory drugs can reduce the incidence of colorectal cancers in humans. This antineoplastic activity is largely related to the inhibition of the inducible cyclooxygenase-2 (COX-2), which catalizes the biosynthesis of prostaglandin H2 the precursor of prostanoids. Elevated expression of COX-2 has been described in several types of epithelial tumors. In this study we evaluate the expression and function of COX-2 in malignant melanoma as a model of a non-epithelial tumor.

With Western blot COX-2 protein was detected in all of six malignant melanoma cell lines. These cell lines produced prostaglandinE2 (PGE2) which was measured by a specific ELISA. PGE2 biosynthesis was blocked in a concentration dependent manner by the COX-2-specific inhibitor NS 398. The COX-2 IC50 for NS 398 was determined with 6 microM. In all six cell lines treatment with NS 398 reduced the invasion through a matrigel coated membrane while cell proliferation was not influenced. The inhibition of invasion was not mediated by PGE2, because i) exogenous PGE2 did not restore invasion, ii) the concentration needed for inhibitory effects on invasion was 8-fold higher than the IC50 of the COX-2.

COX-2 is constitively expressed in malignant melanoma cells and is capable to produce PGE2. NS 398 reduces melanoma cell invsaion in a PGE2-independent manner, thus it likely further acts via a non-COX-target.

Keywords:
cyclooxygenase-2, prostaglandin E2, NS 398, melanoma

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