Expression und Funktion von DNA-Reparaturmechanismen: Determinanten für die Therapie-Resistenz bei primären humanen Leukämiezellen

Dr. rer. nat. Deenen, René

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Die Resistenzentwicklung stellt nach wie vor das größte klinische Problem bei der Behandlung von malignen Erkrankungen dar. Dies gilt prinzipiell für alle Medikament gestützen Therapieformen. Für den Bereich der klassischen, DNA reaktiven Zytostatika ist die Chronische Lymphatische Leukämie (CLL) ein besonders geeignetes Modell zur Untersuchung von Resistenzmechanismen, da sich primäre Tumorzellen in großer Zahl und hohem Reinheitsgrad aus dem peripheren Blut von Patienten isolieren lassen. Außerdem ist die gesteigerte zelluläre Chemoresistenz bei Patienten, die refraktär gegenüber einer Therapie mit dem DNA schädigenden Standardmedikament Chlorambucil (CLB) geworden sind, häufig mit einer erhöhten DNA-Reparaturkapazität der Tumorzellen verknüpft. In der vorliegenden Arbeit wurden mögliche molekulare Determinanten für das Reparatur- und Resistenzverhalten von gereinigten CD19+ CLL-Zellen untersucht. Neben der funktionellen Messung von Reparaturvorgängen wurden mit der Microarray-Technik umfassende RNA-Expressionsprofile für Funktionen erstellt, die mit der Zellantwort auf DNA-Schädigung zusammenhängen. Bei der vergleichenden Gruppenanalyse der Expressionsdaten CLB sensitiver und CLB refraktärer Patienten konnte die erhöhte DNA-Reparaturkapazität der resistenten CLL-Zellen nicht auf eine einfache differentielle Genexpression in distinkten DNA-Reparaturwegen zurückgeführt werden. Individuelle Proben wiesen jedoch eine Korrelation zwischen funktioneller Aktivität der Nukleotid-Exzisions-Reparatur (NER) und der Expression einzelner Geschwindigkeits-bestimmender Komponenten dieses Reparaturweges auf. Da für das Standardmedikament Chlorambucil bisher weder Spektrum und Struktur der induzierten DNA-Schäden noch deren zytoroxisches Wirkprofil oder die an ihrer Elimination beteiligten Reparaturmechanismen im Einzelnen bekannt waren, wurden diese Zusammenhänge im zweiten Teil der Arbeit näher analysiert. Mit Hilfe der Einzelzell-Gelektrophorese konnte erste Einblicke in die Induktion und die Prozessierung von DNA-Strangbrüchen in CLB exponierten primären humanen Lymphozyten gewonnen werden. Demnach werden die CLB-Addukte in der DNA hauptsächlich über den NER-Weg prozessiert. Eine Beteiligung von anderen Mechanismen wie Basen-Exzisions-Reparatur (BER) oder „Non-Homologous End-Joining“ (NHEJ) sowie die intermediäre Bildung von DNA-Doppelstrangbrüchen konnte weitgehend ausgeschlossen werden. Diese Befunde unterstreichen die aus den Expressionsdaten abgeleitete Bedeutung des NER-Weges als mögliche Determinante für die Entwicklung einer CLB-Resistenz bei CLL-Patienten. Weitere Unterstützung erlangt diese Schlussfolgerung durch die Beobachtung, dass das zweite wichtige CLL-Medikament Fludarabin seine zytotoxische Wirkung durch die Akkumulation von NER induzierten Reparaturintermediaten erzielt, die zu einer erhöhten Apoptoserate führen. Die in dieser Arbeit erstmals beschriebene Relevanz der NER-Funktion könnte sich bei individuellen CLL-Patienten als der maßgebliche Resistenz vermittelnde Mechanismus herausstellen. Die in vitro-Bestimmung und nachfolgende in vivo-Modulation der NER-Aktivität beispielsweise durch angepasste klinische Chlorambucil/Fludarabin-Protokolle oder Einsatz neuer spezifischer NER-Inhibitoren bei CLB resistenten CLL-Patienten könnten neue Möglichkeiten zu einer individualisierten Behandlung bei aggressivem, multiresistentem Krankheitsverlauf eröffnen.
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Dokumententyp:
Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Fakultät / Institut:
ehem. Fakultät für Biologie und Geografie
Dewey Dezimal-Klassifikation:
500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beitragende:
PD Dr. rer. nat. Thomale, Jürgen [Betreuer(in), Doktorvater]
Prof. Dr. Ehrenhofer-Murray, Ann [Gutachter(in), Rezensent(in)]
Sprache:
Deutsch
Kollektion / Status:
Dissertationen / Dokument veröffentlicht
Datum der Promotion:
25.10.2006
Dokument erstellt am:
14.11.2006
Promotionsantrag am:
31.05.2006
Dateien geändert am:
14.11.2006
Medientyp:
Text