Stressantworten und p53-vermittelte Apoptose nach Chemotherapie

Marx, Christian GND

Diese Arbeit hatte zum Ziel p53-abhängige Veränderungen der Zellvitalität nach DNA-schädigender Chemotherapie zu untersuchen. Zwei Genotypen, p53wt und p53-/-, der humanen Darmkrebszelllinie HCT116 wurden mit Irinotecan (CPT-11) und Entinostat (MS-275) für bis zu 48 h behandelt. CPT-11 löste DNA-Schäden und eine Steigerung des gesamten Metabolismus in beiden HCT116 Zelllinien aus. Interessanterweise waren die Veränderungen des Stoffwechsels p53-unabhängig und MS-275 hatte darauf keinen Einfluss. Alleine der DNA-Schaden schien dafür verantwortlich zu sein. Durch die Inhibitoren KU55933, Rotenon, TTFA und Chloramphenicol, konnten die Veränderung des Metabolismus durch CPT-11 deutlich reduziert werden. Neben den p53-unabhängigen Effekten wurde der intrinsische Apoptose-Weg, abhängig von p53 und dessen Acetylierungsstatus induziert. Durch CPT-11 wurde p53 mehrfach post-translational modifiziert und aktiviert. Die Kombination mit MS-275 erhöhte spezifisch dessen C-terminale Acetylierung. Gleichzeitig zeigten HCT116 p53wt Zellen nach der kombinierten Behandlung mit CPT-11 und MS-275, einen höheren Verlust des mitochondrialen Membranpotentials und mehr mitochondriale Schäden, als nach den jeweiligen Einzelbehandlungen. Schließlich konnte gezeigt werden, dass eine p53 6KR Mutante die Fähigkeit verlor Apoptose auszulösen und die Zellvitalität zu senken. Daher schien die gesteigerte C-terminale Acetylierung von p53 die mitochondriale Apoptose direkt zu beeinflussen. Der gesteigerte Metabolismus schützte beide HCT116 Zelllinien zusätzlich vor den Folgen der DNA-Schäden, denn durch niedrigere Glukose-Spiegel im Medium konnten HCT116 p53wt deutlich gegenüber der Behandlung mit CPT-11 sensibilisiert werden.

This study had the aim to focus on cell vitality changes related to p53 after DNA damaging chemotherapy. Two genotypes of HCT116 colon carcinoma cells, a p53wt and a p53-/- variant, were treated with irinotecan (CPT-11) and entinostat (MS-275) for up to 48 h. CPT-11 induced DNA damages and increased the whole cellular metabolism in both HCT116 cell lines in a p53-independent manner. MS-275 had no effect on these metabolic adaptations and only the induced DNA-damage by CPT-11 seemed to be the cause. The inhibitors KU55933, rotenone, TTFA and chloramphenicol were able to reduce the metabolic alterations after CPT-11 treatment significantly. Besides these p53-independent effects, we observed activation of the intrinsic apoptosis pathway related to p53 and its acetylation status. CPT-11 induced multiple post-translation modifications of p53 alongside with an activation of p53. MS-275 elevated specifically the C-terminal acetylation of p53 in combination with CPT-11. Parallel to this, we found that HCT116 p53wt cells showed higher loss of their mitochondrial membrane potential and more mitochondrial damages in response to the combination of CPT-11 and MS-275. Finally, we could show that a p53 6KR mutant lost its ability to induce apoptosis and to decrease cell vitality. Consequently, the increased C-terminal acetylation of p53 seemed to influence mitochondrial apoptosis directly. The activated metabolism probably protected the HCT116 cells from DNA-damaging chemotherapy, HCT116 p53wt cells could still be sensitized to CPT-11 single-treatment by lowering glucose levels within the media.

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Marx, Christian: Stressantworten und p53-vermittelte Apoptose nach Chemotherapie. Jena 2017.

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