Expression von P-Glykoprotein (MDR-1), MRP-1 und LRP in humanen AII- und Clara-Zell-ähnlichen Tumorzelllinien sowie normalen humanen Bronchialepithelzellen
Creators: name: Köhler, Christoph
Publisher: name: Universitäts- und Landesbibliothek Sachsen-Anhalt
Year: 2002
Subjects: Elektronische Publikation
Hochschulschrift
Zsfassung in engl. Sprache

description: Die primäre oder sekundäre Resistenz von Tumoren wird durch eine Vielfalt von Faktoren bestimmt. Beteiligt an dieser Resistenz sind die Multidrug Resistance (MDR) -Proteine wie das P-Glykoprotein (MDR-1)und das Multidrug Resistance-associated Protein (MRP-1), welche die intrazelluläre Konzentration von Zytostatika durch aktiven Efflux verringern, aber auch das Lung Resistance-related Protein (LRP), welches an der Umverteilung von Chemotherapeutika aus dem Zellkern in das Zytoplasma beteiligt ist. Aus klinischen Studien ist bekannt, dass MDR-Proteine häufig in nichtkleinzelligen, seltener in kleinzelligen Lungentumoren, exprimiert werden. Versuche an Hepatocyten zeigten, dass das mdr1b durch reaktive Sauerstoffspezies (ROS) induziert wird. In wieweit ROS, welche durch Zytostatika und Strahlentherapie induziert werden, an der Überexpression der MDR-assoziierten Proteine und damit an der Entstehung eines MDR-Phänotyps beteiligt sind, wurde in der vorliegenden Arbeit untersucht. Die Grundlage für die Experimente stellten die AII-zellähnlichen (H358)- und Clara-zellähnlichen (H322)- humanen Lungentumorzelllinien sowie Kulturen normaler humaner Bronchial-epithelzellen (NHBEC). Mittels Northern Blot, RT-PCR und Western Blot Techniken wurde die Expression dieser Proteine bestimmt. Neben der Messung des reduzierten Glutathions zur Bestimmung der pro-oxidativen Wirkung des Buthioninsulfoximins und der Bestimmung der eingesetzten Konzentrationen aller Substanzen mittels Vitalitätstestes MTT kamen der MDR-1- und MRP-1-Funktionsassay unter Nutzung von Fluoreszenzfarbstoffen zum Einsatz. Die Ergebnisse zeigten, dass die humanen Lungentumorzellen MDR-1 und MRP-1 nach oxidativem Stress (H2O2, Paraquat) überexprimieren. LRP hingegen unterliegt kaum einem solchen regulatorischen Einfluss. In den NHBEC lassen sich MDR-1, MRP-1 und LRP durch ROS induzieren. Der Funktionstest zeigte, dass MDR-1 und MRP-1 funktionell aktiv sind und mit dem Proteingehalt korreliert. Die Ergebnisse der Arbeiten weisen darauf hin, dass eine antioxidative Behandlung zu einer Suppression bzw. Hemmung der ROS-bedingten Überexpression der MDR-Proteine führt und damit die Wirkung von Chemothrapeutika erhöhen und eine Resistenzentstehung veringern kann.
description: A great variety of factors are involved in the development of resistance of tumor cells, including the multidrug resistance proteins (MDR) P-glycoprotein (MDR-1) and multidrug resistance-associated protein (MRP-1). They are able to lower the intracellular concentration of chemotherapeutic drugs by active efflux. In addition, the lung resistance-related protein (LRP) reduces the nuclear drug concentration by redistribution of the drugs to the cytoplasm. Clinical studies have shown that MDR-proteins are often detectable in non-small cell lung cancer (NSCLC), but only in some small cell lung cancer cells (SCLC). In vitro experiments indicated, that mdr1b expression in hepatocytes is inducible by reactive oxygen species (ROS). In this study we investigated the expression of MDR-1-, MRP-1-, and LRP-proteins and its induction by ROS, which can be generated by chemotherapeutic drugs and radiation. We used human lung tumor cell lines H358 and H322, and serum-free cultured human bronchial epithelial cells (NHBEC) to investigate the expression of MDR-proteins using Northern Blot, RT-PCR, and Western Blot techniques. We also determined the effects of the prooxidative substance buthionine sulfoximine by measuring the reduced glutathion (GSH) concentration. The transport activity of MDR-1 and MRP-1 was measured by single cell fluorescence detection and correlation to protein amount of MDR-1 and MRP-1. The results indicate that ROS induces MDR-1 and MRP-1 but not LRP in human lung tumor cell lines. On the other hand all three proteins are inducible by ROS in NHBEC. The functional assay showed that MDR-1 and MRP-1 are active and its activity correlates with the amount of MDR-1- or MRP-1-protein. Our results suggest that antioxidative treatment suppresses MDR-protein expression and inhibits ROS induced overexpression. We hypothesize that the effect of chemo-therapeutic drugs may be increased and development of drug resistance diminished by reducing the radical stress in vivo.