Z Gastroenterol 2007; 45 - P018
DOI: 10.1055/s-2007-988165

Neue Funktion des mismatch-Reparatursystems: Regulation des tetraploiden G1 Arrestes bestimmt die Zellantwort auf DNA- Doppelstrangbrüche

J Stehr 1, ML Hanski 1, M Bhonde 1, K Yokoyama 2, H Fechner 3, M Zeitz 1, C Hanski 1
  • 1Charitè Universitätsmedizin Berlin, Medizinische Klinik I, Berlin, Germany
  • 2Riken BioResource Center, Tsukuba, Japan
  • 3Charitè Universitätsmedizin Berlin, Medizinische Klinik mit Schwerpunkt Kardiologie, Berlin, Germany

Einleitung: Der Einfluss des mismatch-Reparatursystems (MMR) auf die Antwort des Tumors auf Chemotherapie ist umstritten. Wir untersuchten den Einfluss des MMR-Systems, insbesondere dessen Komponente hMLH1, auf die zelluläre Reaktion auf DNA-Doppelstrangbrüche.

Material und Methoden: Stabile hMLH1 Transfektanten der Kolonkarzinomzelllinie HCT116, bzw. die mit hMLH1-kodierendem Adenovirus (hMLH1-AdV) transduzierten Zellen wurden als Modellsystem verwendet. Doppelstrangbrüche wurden mit dem Irinotekanmetaboliten SN-38 erzeugt. Die langfristige zelluläre Reaktion auf Behandlung wurde im klonogenen Test überprüft. Die selektive Suppression der Genexpression wurde mit siRNA erzielt. Die Suppression sowie die Proteinphosphorylierung wurden mittels Western blot analysiert. Der Zellzyklus wurde mittels FACS untersucht.

Ergebnisse: HCT116 Zellen zeigen nach Transduktion mit dem hMLH1-AdV die Expression des hMLH1 Proteins und nach Behandlung mit Methylnitrosoharnstoff, einem Aktivator des MMR Systems, einen G2/M Zellzyklusarrest und eine verminderte klonogene Überlebensrate. Dies spricht für die Funktionsfähigeit des viruskodierten hMLH1 Proteins. Doppelstrangbrüche induzieren in MMR-intakten Zellen eine stärkere Aktivierung der Kinasen Chk1 und Chk2, eine geringere Phosphorylierung der Rb und p130 Proteine und einen längeren tetraploiden Arrest als in den MMR-defizienten Zellen. Die Abwesenheit des hMLH1 Proteins, die Suppression von Chk1 mittels siRNA, bzw. die Inhibition von Chk1 mit UCN-01 führen zur Hyperphosphorylierung der Proteine Rb und p130, zur Verminderung des tetraploiden G1 Arrestes und zur erhöhten Überlebensrate nach Behandlung mit SN-38.

Schlussfolgerungen: Wir zeigen erstmalig mithilfe des hMLH1-AdV, dass MMR-defiziente Zellen resistenter sind gegenüber SN-38 als MMR-intakte Zellen. Die Resistenz beruht auf der mangelnden Aktivierung des Chk1-Rb-Signalweges und der Verkürzung des tetraploiden G1 Arrests. Die Beteiligung des MMR Systems an der Regulation des tetraploiden G1 Arrestes ist eine bisher nicht beschriebene Funktion des MMR Systems, die die zelluläre Antwort auf die Chemotherapie beeinflusst.