fulltext - International Poster Journal of Dentistry and Oral

Der Einfluss der Paraoxonase-2 (PON-2) auf die
Strahlentherapieresistenz beim Mundhöhlenkarzinom
Klinik für Mund-, Kiefer
und Gesichtschirurgie –
Plastische Operationen
M. Krüger1, S. Horke2, M. Moergel1, B. Al-Nawas1
1
Klinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie – Plastische Operationen und
2
Institut für Pharmakologie der Universitätsmedizin Mainz
EINLEITUNG:
Relative PON-2 Expression (n-fach)
Abb.1: Basale PON-2 Proteinexpression
Eine Überexpression anti-apoptotischer Proteine durch den Tumor stellt einen Überlebensvorteil
unter Bestrahlung dar und verhindert eine Aussage über das individuelle therapeutische
Ansprechen.
Das Enzym Paraoxonase-2 (PON-2) reduziert in Endothelzellen regelmäßig eine übermäßige ROSProduktion und wirkt somit der mitochondrial induzierten Apoptose entgegen. Da die
strahlenvermittelte Apoptose ebenfalls durch ROS induziert wird, könnte PON-2 auch Tumorzellen
vor der Apoptose schützen. In diversen Malignomen (Leber, Oesophagus, NHL) konnte bereits eine
Überexpression von PON-2 nachgewiesen werden. Die Expression und der funktionelle Einfluss
von PON-2 auf die Strahlentherapieresistenz des oralen Plattenepithelkarzinoms wurden
hingegen noch nicht untersucht.
MATERIAL UND METHODEN:
Im in vitro Ansatz wurde eine quantitative Analyse der basalen PON-2 Proteinexpression in vier
oralen Plattenepithelkarzinomzelllinien (PCI-13, PCI-52, SCC-4, SCC-68) mittels western blot und
anschließender ChemiDoc-Analyse durchgeführt (Abb. 1). Analog wurde das basale
Proteinexpressionsmuster an humanen Tumorbiopsien (n=5) im Vergleich zur gesunden Mukosa
(Abb. 2) analysiert. Zusätzlich erfolgte eine Analyse der PON-2 Proteininduktion nach singulärer
Bestrahlung mit 7 Gy in der Zellkultur und parallel hierzu die strahlenvermittelte Aktivität von
Caspase 3 und 7 (Abb. 3) in der Zelllinie SCC-4, sowie nach temporärem PON-2 knockdown mittels
si-RNA gegenüber einer unbehandelten Kontrollgruppe (Abb. 4).
Relative PON-2 Expression (n-fach)
Abb.2: In vivo PON2-Proteinexpression
Relative PON-2 Expression (n-fach)
Abb.3: PON-2 Proteininduktion nach singulärer Bestrahlung (7Gy)
SCC-4
*
p<0,05
** p<0,01
*** p<0,001
***
24
0
48
Zeit (h)
0
24
48
ERGEBNISSE:
PON-2 wird auf Proteinebene in oralen Plattenepithelkarzinomen in vivo und in vitro variabel
exprimiert (Abb. 1 und 2). Eine erhöhte basale PON-2 Expression innerhalb der Tumorzellen,
korreliert dabei im in vitro Versuch mit einer erhöhten Resistenz gegenüber der
strahlentherapeutisch induzierten Apoptose (Abb. 3). Umgekehrt führt der temporäre knockdown
von PON-2 zu einer erhöhten Caspaseaktivität nach Bestrahlung (Abb. 4). Die Zelllinie SCC-4 zeigte
die höchste basale PON-2 Expression und nach Bestrahlung die niedrigste Aktivität der Caspasen
3/7.
60000
unbehandelt
PON2 si
7Gy
K t ll + 7Gy
Kontrolle
K t ll + 7Gyy
Kontrolle
p < 0,01
40000
20000
0
24
48
72
PCI-13
Aktivität von Caspase 3/7
Relative Caspase 3/7 Aktivität
(n-fach)
Aktivität der Caspase 3/7 nach singulärer Bestrahlung (7 Gy)
24
48
72
0 24 48 72
24
48
72
0 24 48 72
0 24 48 72
Zeit (h)
24
48
72
0 24 48 72
Abb.4: Aktivität der Caspase 3/7 72h nach temporärem
PON-2 si knockdown in SCC-4
time (h)
Zeit (h)
western blot 72h nach PON2-si
DISKUSSION:
Tubulin (55kD)
Während manche Tumore primär bereits eine erhöhte PON-2 Proteinexpression aufweisen,
reagieren andere auf die Bestrahlungstherapie mit einer Induktion von PON-2. Eine vermehrte
PON-2 Expression in der Tumorzelle, basal oder als Antwort auf eine Bestrahlung, könnte einen
Überlebensvorteil für die Tumorzelle unter der Therapie darstellen.
PON-2 (44kD)
unbehandelt Kontroll-si
PON2-si
SCHLUSSFOLGERUNG:
Eine erhöhte PON-2 Expression geht mit einer erhöhten Strahlentherapieresistenz einher. Die Analyse der PON-2 Proteinexpression in Tumoren der Mundhöhle könnte als
Surrogatparameter für das Ansprechen einer adjuvanten Strahlentherapie dienen, um therapieresistente Mundhöhlenkarzinome zu identifizieren. In weiteren Studien gilt
es zu klären, ob PON-2 auch der chemotherapeutisch induzierten Apoptose, bspw. durch Cis-Platin entgegenwirkt und ob sich PON-2 als mögliches Angriffsziel einer
adjuvanten Therapie eignet.
Korrespondenz:
Dr. med. Maximilian Krüger, Klinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie - Plastische Operationen, Universitätsmedizin Mainz
Augustusplatz 2, 55131 Mainz; Email: [email protected]