title: Nucleotide Excision repair pathway modulating both cancer risk and therapy
creator: Abbasi, Rashda
subject: ddc-570
subject: 570 Life sciences
description: Nukleotid Exzisions Reparatur (NER) spielt eine wichtige Rolle bei der Reparatur vieler verschiedener Arten von DNA-Schäden, dazu gehören auch DNA-Addukte, die durch ultraviolette Strahlung und durch Exposition gegenüber schädlichen Substanzen wie Tabakrauch und Alkohol entstehen. Genetische Variationen und somatische Mutationen in NER-Genen können möglicherweise Auswirkungen auf Krebsrisiko und Therapie haben. Der Kenntnisstand hierüber ist jedoch gering.  Der erste Teil der Arbeit untersucht die Rolle von genetischer Variation in NER-Genen bei der Modulation des Kehlkopfkrebs-Risikos. Die wichtigsten Risikofaktoren für Kehlkopfkrebs sind Rauchen und hoher Alkoholkonsum. Polymorphismen in NER-Genen könnten sich daher auf die Anfälligkeit für Kehlkopfkrebs auswirken. In einer populationsbezogenen Fall-Kontroll-Studie mit 248 Fällen und 647 Kontrollen wurden die Assoziationen von Kehlkopfkrebs mit 11 Einzel-Nukleotid-Polymorphismen (SNPs) in 7 NER-Genen (XPC, ERCC1, ERCC2, ERCC4, ERCC5, ERCC6 und RAD23B) unter Berücksichtigung von Rauchen und Alkoholkonsum analysiert. Für die Genotypisierung wurden Sequenz-spezifische Hybridisierungssonden verwendet. Die für Alter und Geschlecht, sowie Rauchen, Alkoholkonsum und Bildung adjustierten Daten wurden mittels logistischer Regressionsanalyse ausgewertet. Träger der Pro-Allele in ERCC6 Arg1230Pro zeigten ein vermindertes Risiko für Kehlkopfkrebs (OR=0,53, 95% KI 0,34 - 0,85), welches bei starken Rauchern und Pro-Allel-Trägern mit hohem Alkoholkonsum am stärksten reduziert war. ERCC5 Asp1104His war mit dem Risiko bei starken Rauchern assoziiert (OR=1,70, 95% KI 1,1 - 2,5). Val-Allel-Träger von RAD23B Ala249Val hatten ein erhöhtes Krebsrisiko, wenn sie starke Raucher waren (OR=1,6, 95% KI 1,1 - 2,5) oder viel Alkohol konsumierten (OR=2,0, 95% KI 1,1 - 3,4). Die kombinierte Wirkung von Rauchen und Alkoholkonsum beeinflusste das Risiko bei starker Exposition und zwar für ERCC6 1230Pro (OR = 0,47, 95% KI 0,22 - 0,98) und RAD23B 249Val (OR=2,6, 95% KI 1,3 - 4,9). Bei der Untersuchung von Gen-Gen-Interaktionen erhöhte die Anwesenheit von 3 Risikoallelen im XPC-RAD23B-komplex das Risiko um das 2,1-fache. SNPs in den anderen Genen zeigten keine signifikante Assoziation mit dem Risiko für Kehlkopfkrebs. Wir schließen daraus, dass häufige genetische Variationen in NER-Genen das Kehlkopfkrebs-Risiko erheblich beeinflussen können.  Der zweite Teil der Arbeit hat die Frage zum Thema, wie sich NER-Defizite auf den Erfolg einer Krebstherapie auswirken. NER Gene sind in vielen Krebszellen mutiert. Der Einsatz von Substanzen, die diese Zellen gezielt angreifen, könnte die Therapiewirkung bei gleichzeitiger Schonung des Reparatur-kompetenten Normalgewebes verstärken. Zwei NER-defiziente Zelllinien, XP3BE (XPC-defiziente Zellen) und GM10902 (ERCC6-defiziente Zellen) sowie eine normale Zelllinie GM01310 wurden mit 72 Substanzen aus der traditionellen chinesischen Medizin (TCM) behandelt. Ein Screening ergab, dass 13 dieser Substanzen in NER-defizienten Zellen deutlich zytotoxischer wirken als in normalen Zellen. Abhängig von ihrer Wirkung sowie der verfügbaren Menge wurden 6 dieser Substanzen zur weiteren Analyse ausgewählt, um ihre IC50 Werte, Auswirkungen auf den Zellzyklus und ihre Fähigkeit zur Induktion von DNA-Schäden zu bestimmen. Die wirksamste Substanz war Ascaridol, mit einer über 1000-fach höheren Resistenz von normalen gegenüber NER-defizienten Zellen (IC50 für GM10902 0,025 myg / ml, XP3BE 0,03 myg / ml und GM01310 > 30 myg / ml). Diese Substanz hatte starke und unterschiedliche Auswirkungen auf die Zellzyklus Verteilung der drei Zelllinien. Ascaridol verursachte etwa drei mal mehr DNA-Schäden in NER-defizienten Zellen im Vergleich zu normalen Zellen. Die Ergebnisse für Ascaridol wurden in einem zweiten Set von isogenen Zelllinien validiert. XPC-defiziente (XP4PA; IC50 0,013 myg / ml) und mit ERCC6-siRNA-behandelte Zellen (IC50 0,095 myg / ml) waren empfindlicher gegenüber diesem Wirkstoff als XPC-kompetente (XP4PA-SE2; IC50 2,19 myg / ml) und Luciferase-siRNA-behandelte Kontroll-Zellen (IC50 3,0 myg / ml). Nach Ascaridolexposition zeigten XPC-defiziente und ERCC6-siRNA-behandelte Zellen 1,5 bis drei mal mehr DNA-Schäden als Reparatur-kompetente Zellen. Außerdem wurde eine dosisabhängige Erhöhung der intrazellulären Peroxidmenge durch Ascaridol in den Zellen beobachtet. Mit Ascaridol (1 myg / ml) behandelte XPC-defiziente und ERCC6-siRNA-behandelte Zellen zeigten auch einen starken Anstieg in der Menge der oxidierten Basen, der weder in XPC-kompetenten noch in Luciferase-siRNA-behandelten Kontroll-Zellen sichtbar war. Diese Ergebnisse zeigen zum ersten Mal, dass Ascaridol DNA-Schäden über reaktive oxidative Zwischenprodukte verursacht, und dass Ascaridol besonders NER-defiziente Zellen angreift. Dies könnte eine neue therapeutische Option für das selektive Abtöten von Tumorzellen darstellen.
date: 2010
type: Dissertation
type: info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
type: NonPeerReviewed
format: application/pdf
identifier: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserverhttps://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/10553/1/Rashda_Abbasi_PhD_thesis_with_CV.pdf
identifier: DOI:10.11588/heidok.00010553
identifier: urn:nbn:de:bsz:16-opus-105532
identifier:   Abbasi, Rashda  (2010) Nucleotide Excision repair pathway modulating both cancer risk and therapy.  [Dissertation]     
relation: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/10553/
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language: eng