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5.  Zusammenfassung

Die moderne Onkologie bedient sich eines multimodalen Therapiekonzeptes, das neben den Hauptbehandlungsmodalitäten operatives Vorgehen, Chemotherapie und Radiatio auch neuere Methoden wie Hyperthermie integriert.

Hyperthermie kann einerseits auf verschiedene Weise die Effektivität einer Chemotherapie verstärken, z.B. durch Steigerung der Perfusion im Tumorgewebe und konsekutiver Verbesserung der Zytostatikaanflutung und scheint z.T. sogar in der Lage zu sein, multidrug resistance (MDR), die ein Hauptproblem von Chemotherapie darstellt, zu überwinden. Andererseits ermöglichen Schutzmechanismen der thermisch gestressten Zellen, wie z.B. eine verstärkte Expression von Hitzeschockproteinen, neben der Entwicklung einer hitzeresistenten Subpopulation auch ein Überleben der Zellen gegenüber zytotoxischer Schädigung durch Zytostatika.

Um derartige Wechselwirkungen zu untersuchen, eignen sich Experimente an Zellkulturen, die verschiedene resistente Phänotypen aufweisen.

In dieser Arbeit wurde die globale Proteinexpression von chemo- und thermoresistenten Varianten zweier Karzinomzellinien mit Hilfe der Proteom-Analyse (Kombination aus zweidimensionaler Elektrophorese und Massenspektrometrie) untersucht. In diesem Zusammenhang wurde eine mit Maldi-TOF kompatible Spezialsilberfärbung neu entwickelt. Als Ausgangspunkt der Proteom-Analyse lagen sechs Zellinien der Magenkarzinomlinie EPG85-257 und sechs äquivalente Linien der Pankreaskarzinomlinie EPP85-181 vor: jeweils eine parentale Linie, eine Linie mit atypischer MDR gegenüber Mitoxantron und eine weitere Linie mit typischer MDR gegenüber Daunorubicin sowie für jede dieser Linien eine thermoresistente Variante.

Es zeigte sich eine Überexpression einer Vielzahl von Proteinen in den thermoresistenten Zellen, die sich unterschiedlichen funktionellen Gruppen zuordnen lassen. Besonders auffällig war die Hochregulation von Proteinen mit Chaperonaktivität aus nahezu allen subzellulären Kompartimenten, darunter verschiedene HSPs (u.a. HSP90, HSX70 und HSP27), Ca2+-bindende Chaperone (Calnexin, Calreticulin, Reticulocalbin, BIP), Mitglieder der 14-3-3-Familie, Annexin I und Nucleophosmin. Daneben ließ sich in thermoresistenten daunorubicin- und mitoxantronresistenten Linien eine Überexpression von Enzymen des Glutathion-Detoxifikationsweges und des Thioredoxinstoffwechsels beobachten. Darüber hinaus trat beim Magenkarzinom nur in diesen Zellen ein gesteigerter Level eines Immunophilins, des FK506 binding protein 4 (FKBP52), auf.

Die Mechanismen der Resistenzphänomene können auf mehreren Ebenen begründet sein und scheinen für jeden Karzinomtyp gesondert untersucht werden zu müssen, wie z.T. [Seite 83↓]gegensätzliche Expressionsmuster (z.B. im Fall der Cytokeratine CK7, 8 und 19) vermuten lassen. Die Rolle der Chaperone ist bisher am besten charakterisiert und wirkt einerseits durch Verhinderung oder Reparatur von Proteindenaturierung dem thermischen oder medikamentösen Stress entgegen und bewahrt die Zelle vor dem Untergang, andererseits greifen Chaperone an verschiedenen Stellen in die apoptotische Kaskade ein und bewirken ihre Inhibition, teilweise auch ihre Promotion. Die in den Arzneimittelstoffwechsel involvierten Proteine sind bekanntermaßen an chemoresistenzassoziierten Veränderungen beteiligt, eine Funktion bei der Thermoresistenz ist aber weiterhin klärungsbedürftig. Andere Proteine sind hinsichtlich ihrer Beteiligung an Resistenzphänomenen im Vorfeld noch gar nicht charakterisiert worden (Aldehyd-Dehydrogenase 1, Transgelin, Phosphoglyceromutase).

Die Fülle an multifunktionellen Proteinen, die sich in den untersuchten Zellinien signifikant verändert zeigten sowie ihre komplexen Interaktionen lassen ein weites Feld für Zusatzuntersuchungen offen, die zur Klärung der mit Thermoresistenz und Wechselwirkungen zur Chemoresistenz assoziierten Mechanismen beitragen können bzw. unspezifische Begleitreaktionen erkennen lassen. Die Charakterisierung derartiger Mechanismen stellt den ersten Schritt für eine Überwindung von Chemo- und/oder Thermoresistenzphänomenen im klinischen Alltag dar.


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09.02.2007