Final Report HIF-1a-Targeting und CA-IX-Monitoring - gepris
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HIF-1a-Targeting und CA-IX-Monitoring in der Strahlentherapie humaner Tumorzellen Applicant Professor Dr. Dirk Vordermark Universitätsklinikum Halle (Saale) Universitätsklinik und Poliklinik für Strahlentherapie Dryanderstraße 4 06110 Halle Telephone: +49 345 557-4310 Fax: +49 345 557-4333 E-Mail: dirk.vordermark medizin.uni-halle.de Subject Area Funding Radiology and Nuclear Medicine Funded from 2004 to 2011 Final Report Final Report Year 2010 Final Report Abstract Die Sauerstoffunterversorgung (Hypoxie) von Tumoren stellt einen wichtigen Resistenzfaktor in der Strahlentherapie von Krebspatienten dar. Da sehr niedrige Sauerstoffkonzentrationen in gesunden Geweben aber kaum vorkommen, werden Therapieansätze gegen hypoxische Zellen als potentiell tumorspezifisch betrachtet. Im vorliegenden Projekt wurden Strategien der Kombination von Strahlenbehandlung und gegen den Hypoxia-inducible-factor-1 (HIF-1), einen O2- abhängigen Transkriptionsfaktor, gerichteten Therapien geprüft. In humanen Weichgewebstumorzellen und Hirntumorzellen führten sowohl eine pharmakologische Hemmung der HIF-1-Wirkung durch Chetomin als auch ein Gentargeting mit gegen die Untereinheit HIF-1 gerichteten „small interfering RNAs“ (siRNAs) zu einer signifikanten Reduktion der HIF-1-Funktion, z. B. einer verringerten Expression des HIF-1-regulierten Gens Carboanhydrase 9 (CA9) und einer reduzierten Fluoreszenz des „green fluorescent protein“ (GFP) in mit einem GFP-Reporter-Konstrukt transfizierten Zellen. In Kombination mit Einzeitbestrahlung steigerten die HIF-1-gerichteten Therapien die Strahlenempfindlichkeit hypoxischer Tumorzellen. Aufgrund der mangelnden Stabilität von Chetomin konnte das pharmakologische Targeting nicht in einem Invivo-Modell geprüft werden. Weitere Hypoxie-regulierte Gene wurde bezüglich ihrer Eignung als Angriffspunkte für spezifische Therapien untersucht. CA9-mRNA und mit Einschränkungen CA-IX-Protein sind zur Überprüfung einer effektiven HIF-1-Hemmung geeignet. Dieses Zielgen bzw. Genprodukt von HIF-1 wurde durch die untersuchten Therapieansätze stark moduliert. In humanem Tumormaterial (Hirntumore, Kopf-Hals-Tumore) war es konsistent überexprimiert bzw. mit der Prognose nach Strahlentherapie assoziiert. Anwendungen zur Quantifizierung von CA-IX-Protein in Tumorzellsuspensionen und somit einer Abschätzung der HIF-1-Aktivität (Effektivität eines HIF-1-Targeting) und potentiell der hypoxischen Strahlenresistenz von Tumorzellen in vivo wurden entwickelt. Publications Distinct patterns of hypoxic expression of carbonic anhydrase IX (CA IX) in human malignant glioma cell lines. J Neurooncol 2007;81:27-38 Said HM, Staab A, Hagemann C, Vince GH, Katzer A, Flentje M, Vordermark D Effects of HIF-1 inhibition by chetomin on hypoxiarelated transcription and radiosensitivity in HT 1080 human fibrosarcoma cells. 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