Charakterisierung der Platinsensitivität von cisplatinsensitiven und -resistenten Tumorzellen

Abstract

Die DNA-Platinierung spielt eine wichtige Rolle bei der antitumoralen Wirkung von Cisplatin. Das Ausmaß der gebildeten Platin-DNA-Addukte hat einen prädiktiven Wert im Hinblick auf das Tumoransprechen gezeigt und gilt als zentraler Parameter bei der Charakterisierung der Platinsensitivität. <br /> In der vorliegenden Arbeit wurde die Platinsensitivität mittels verschiedener Parameter in cisplatinsensitiven und -resistenten humanen Tumorzelllinien (2102 / 2102 KlonB, A2780 / A2780 cis und HeLa / HeLa CK) charakterisiert. Nach Bestimmung des Resistenzgrades der verschiedenen Tumorzelllinien gegenüber Cisplatin mittels MTT-Assay wurden neben der DNA-Platinierung die Adduktreparatur, intrazelluläre Platinkonzentrationen (Uptake und Efflux) sowie intrazelluläre Glutathionkonzentrationen untersucht. Zur Quantifizierung der Glutathionkonzentrationen wurde eine kapillarelektrophoretische Methode mit Laser-induzierter Fluoreszenz-Detektion etabliert und validiert.<br /> Für die Bestimmung sämtlicher Sensitivitätsparameter wurden in dieser Arbeit Versuchsbedingungen entwickelt und die Unterschiede in den cisplatinsensitiven und -resistenten Zelllinien quantifiziert. Bei der DNA-Platinierung zeigten sich deutliche Unterschiede zwischen cisplatinsensitiven und -resistenten Zelllinien, die mit dem Resistenzgrad korrelierten. Die Untersuchungen zum Uptake zeigten, dass die intrazellulären Platinkonzentrationen während der Inkubation mit Cisplatin in den untersuchten cisplatinresistenten Zelllinien deutlich erniedrigt waren im Vergleich zu ihrer parentalen Zelllinie. Dahingegen gab es bei dem Efflux kaum Unterschiede. Ebenso war die DNA-Reparaturgeschwindigkeit in den cisplatinsensitiven und resistenten Zelllinien nicht wesentlich unterschiedlich. Die Bestimmung der intrazellulären Glutathionkonzentrationen zeigte, dass diese in der untersuchten cisplatinresistenten Zelllinie erhöht waren.<br /> Die Ergebnisse deuten an, dass neben der DNA-Platinierung besonders der Uptake und die intrazellulären Glutathionkonzentrationen für die Charakterisierung der Platinsensitivität wichtig sind. Daraus ergeben sich neue Ansatzpunkte zur Charakterisierung der Platinsensitivität, mit denen durch die gemeinsame Betrachtung verschiedener Resistenzmechanismen die Platinsensitivität quantitativ beurteilt werden kann. Die Ergebnisse können einen Beitrag zur Entwicklung neuer Strategien zur Überwindung von Platinresistenz und Individualisierung platinhaltiger Chemotherapie leisten.

<strong>Characterization of platinum sensitivity of cisplatin sensitive and resistant tumor cells</strong><br /> DNA platination plays an important role in the antitumoral effect of cisplatin. The extent of the formed platinum-DNA adducts has a predictive value with regard to tumor response and is considered as central parameter in the characterization of platinum sensitivity. <br /> In this thesis platinum sensitivity was characterized in cisplatin-sensitive and resistant human tumor cell lines (2102 / 2102 KlonB, A2780 / A2780 cis and HeLa / HeLa CK). After determination of the degree of resistance of the different tumor cell lines using the MTT assay DNA platination, adduct repair, intracellular platinum concentrations (uptake and efflux) as well as intracellular glutathione concentrations were investigated. For the quantification of glutathione concentrations a capillary zone electrophoresis (CZE) method with laser-induced fluorescence detection was established and validated. <br /> In this thesis test conditions were developed for the determination of all sensitivity parameters and the differences in cisplatin-sensitive and resistant cell lines were quantified. DNA platination exhibited considerable differences between cisplatin-sensitive and -resistant cell lines which correlated closely with the degree of resistance. Investigations on uptake revealed that the intracellular platinum concentrations were lower during incubation with cisplatin in the resistant cells compared to the sensitive cells. No difference with regard to efflux was observed. Moreover, DNA repair did not differ between sensitive and resistant cell lines. Intracellular glutathione concentrations were found to be higher in the resistant cells.<br /> The results suggest that - beside the DNA platination - also other parameters like uptake and intracellular glutathione concentrations seem to be suitable to assess cisplatin sensitivity in tumor cells. Future studies will reveal which parameters are most predictive and can be used for a quantitative assessment of platinum sensitivity of human tumor cells. The results can contribute to the development of new strategies to overcome platinum resistance and individualize platinum-based chemotherapy.