Einleitung: Die Apoptoseresistenz von kolorektalen Karzinomzellen trägt zum schlechten Ansprechen des Tumors auf Chemotherapie bei. Anti-apoptotische Bcl-2 Proteine, wie z.B. Bcl-xL und Mcl-1, sind in der Lage, die Aktivierung von Mitochondrien zu hemmen und tragen dadurch zu der Apoptoseresistenz von Karzinomzellen bei. Unklar ist die Rolle von Bcl-xL und Mcl-1 für die Apoptoseresistenz beim kolorektalen Karzinom.

Einleitung: Das hepatozelluläre Karzinom (HCC) ist hochgradig resistent gegenüber Apoptoseinduktion durch Chemotherapeutika oder Bestrahlung. Histondeacetylase-Inhibitoren können die Apoptosesensitivität von Tumorzellen, z.B. von Leukämiezellen, erhöhen und werden gegenwärtig in klinischen Studien geprüft.

Adjuvante Therapieoptionen für das hepatozelluläre Karzinom (HCC) fehlen noch immer. Die Cyclooxygenase–2 (COX–2), ein Schlüsselenzym des Arachidonsäuremetabolismus, ist im hepatozellulären Karzinom häufig dysreguliert. Wir konnten bisher zeigen, dass die selektive Inhibition von COX–2 durch NSAIDs (Celecoxib) über die Modulation von Apoptose und Proliferation das Wachstum humaner HCC-Zellen in vitro und in vivo signifikant hemmt. Wir haben nun die molekularen Mechanismen der Celecoxib-induzierten Apoptose weiter charakterisiert.

Hepatocellular carcinoma (HCC) is highly resistant to chemotherapy, leading to a poor prognosis of advanced disease. Inhibitors of histone deacetylase (HDACi) induce re-differentiation in tumor cells and thereby re-establish sensitivity towards apoptotic stimuli. HDACi are entering the clinical stage of tumor treatment, and several substances are currently being tested in clinical trials to prove their efficacy in the treatment of leukemias and solid tumors. In this study, we investigated the impact of the HDACi valproic acid (VA) on TRAIL- and CD95-mediated apoptosis in hepatoma cells, as well as its sensitizing effect on a chemotherapeutic agent. Treatment of HepG2 cells with VA increased sensitivity to CD95-mediated apoptosis (4% apoptosis vs. 42%), and treatment with epirubicin (74% vs. 90% viability). Caspase-3 activity was significantly enhanced in cells treated with VA plus anti-CD95 antibodies compared to cells treated with antibodies alone. In parallel, VA strongly augmented the effect of TNF-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL or Apo2 ligand) on HepG2 cells (10% vs. 58% apoptosis). VA induced down-regulation of cellular FLICE-inhibitory protein (c-FLIP/CASH, also known as Casper/iFLICE/FLAME-1/CLARP/MRIT/usurpin), providing a possible molecular mechanism underlying the increased sensitivity towards cell death-mediated apoptosis. HDAC inhibitors are a promising class for the treatment of leukemias. In addition, among other class members, VA deserves further evaluation as a treatment option for patients with advanced HCC.

Die Cycloxygenase-2 (COX-2), ein Schlüsselenzym des Arachidonsäuremetabolismus, ist im hepatozellulären Karzinom häufig dysreguliert. Wir konnten zeigen, dass die selektive Inhibition von COX-2 durch NSAIDS (Celecoxib) über die Modulation von Apoptose das Wachstum von Hepatomzellen in vitro und in vivo hemmt.

Einleitung: Die Resistenz gegenüber Apoptose trägt zur Entstehung und zum Wachstum des hepatozellulären Karzinoms (HCC) bei. Mitochondrien spielen eine zentrale Rolle bei der Apoptoseinduktion in Hepatozyten und HCC-Zellen. Proteine der Bcl–2-Familie, wie z.B. Myeloid cell leukemia–1 (Mcl–1), sind wesentlich an der Regulation der mitochondrialen Aktivierung beteiligt. Das anti-apoptotische Protein Mcl–1 könnte daher eine wichtige Rolle für die Apoptoseresistenz von HCC-Zellen und für das Ansprechen gegenüber Chemotherapie spielen.

Hepatocyte Growth Factor (HGF) ist ein pleiotropes Zytokin, das u.a. die Morphogenese und das Wachstum von Hepatozyten beeinflusst. Auch die Induktion von Apoptose, die bei der Pathophysiologie verschiedener Lebererkrankungen eine wichtige Rolle spielt, wird durch HGF beeinflusst. In eigenen Vorarbeiten konnte gezeigt werden, dass HGF die CD95 (APO–1/Fas)-vermittelte Apoptose von primären humanen Hepatozyten (PHH) inhibiert (Hepatology, 2004; 39(3): 645).

Einleitung: Todesrezeptor-vermittelte Apoptose ist ein zentraler Prozess in der Pathophysiologie verschiedener Lebererkrankungen, wie z.B. dem fulminanten Leberversagen. Im Mausmodell konnte gezeigt werden, dass Hepatocyte Growth Factor (HGF) hemmend auf Todesrezeptor-vermittelte Apoptose von Hepatozyten wirkt. Ziel dieser Untersuchungen ist es, den Effekt von HGF auf die CD95 (APO-1/Fas)-vermittelte Apoptose von humanen Hepatozyten und auf die Expression anti-apoptotischer Proteine zu prüfen.

Einleitung: Die Induktion von Apoptose spielt bei verschiedenen Lebererkrankungen eine wichtige pathophysiologische Rolle. In Hepatozyten wird nach Aktivierung von Todesrezeptoren das Todessignal durch Mitochondrien verstärkt. Proteine der Bcl–2-Familie, wie z.B. Myeloid cell leukemia–1 (Mcl–1), sind wesentlich an der Regulation der mitochondrialen Aktivierung beteiligt. Zielsetzung: Untersuchung der Regulation der Mcl–1-Expression in primären und transformierten humanen Leberzellen. Methodik: Primäre humane Hepatozyten (PHH) wurden mittels 2-Schritt-Kollagenase-Perfusion aus Lebergewebe isoliert. PHH und die Hepatomzelllinien HepG2 und Hep3B wurden mit pro-apoptotischen Stimuli, Wachstumsfaktoren oder Kinaseinhibitoren behandelt. Die Mcl–1-Expression wurde mittels Western blot und quantitativer PCR untersucht; spezifische Apoptose wurde mit der Methode nach Nicoletti gemessen. Ergebnisse: Mcl–1 wurde sowohl in primären als auch in transformierten Leberzellen exprimiert. Die Mcl–1-Expression konnte durch Transkriptions- und Proteasomenhemmung bereits nach 0,5h signifikant verändert werden. Die Mcl–1-Expression wurde durch pro-apoptotische Stimuli reguliert. Bleomycin stimulierte die Mcl–1-Expression in Hepatomzelllinien, dagegen nahm die Mcl–1-Expression nach Staurosporin-Behandlung in primären und transformierten Leberzellen ab. Die Wachstumsfaktoren HGF und EGF, nicht aber IL–6, induzierten die Mcl–1-Expression. Die Expression wurde in PHH, HepG2 und Hep3B über den PI3K/Akt- und MEK/ERK-, nicht aber über den JAK/STAT3-Signalweg reguliert. In PHH wurde die Apoptoserate nach PI3K- und MEK-Hemmung und anti-APO–1-Behandlung von 40 auf 65% erhöht, in Hep3B konnte durch PI3K-Hemmung und in HepG2 durch MEK-Hemmung die Apoptoserate nach Bleomycin-Behandlung von 11 auf 26% bzw. von 9 auf 31% erhöht werden. Eine Induktion der Mcl–1-Expression durch Wachstumsfaktoren führte dagegen zu verminderten Apoptoseraten. Schlussfolgerung: Mcl–1 wird in humanen Hepatozyten exprimiert und weist eine kurze Halbwertszeit auf. Durch Wachstumsfaktoren kann die Mcl–1-Expression induziert und die Apoptosesensitivität von Leberzellen vermindert werden.