title: Strahleninduzierte Genexpression von Zellzykluskontroll- und DNA-Reparaturgenen als Biomarker für individuelle Strahlenempfindlichkeit
creator: Wiebalk, Katrin
subject: 570
subject: 570 Life sciences
description: Zielsetzung: Ein großes Problem der Strahlentherapie ist das Auftreten von schweren Nebenwirkungen. Die Reaktion auf die Bestrahlung ist individuell sehr unter¬schiedlich und kann bislang mit her¬kömm¬lichen in vitro Methoden nicht verlässlich vorausgesagt werden. Die Untersuchung der Induzier¬barkeit von Zellzykluskontroll- und DNA-Reparaturgenen nach Bestrahlung von Lymphozyten in vitro soll mögliche Biomarker zur Be¬stim¬mung der individuellen klinischen Strahlenempfindlichkeit aufdecken. Mithilfe dieser Marker könnte in Zukunft ein klinisch nutzbarer Test entwickelt werden. Methoden: Die Induzierbarkeit der Genexpression von Zellzykluskontroll- und DNA-Reparaturgenen nach γ Bestrah¬lung von Lympho¬zyten in vitro wurde mittels quantitativer Realtime-PCR bestimmt. Zu¬nächst wur¬den die ex¬peri¬men¬tellen Bedingungen an Lymphozyten von gesunden Blutspendern optimiert. 99 Prostata¬krebs¬patien¬ten wurden vor der Strahlentherapie rekrutiert und an ihren Lympho¬zyten wurde die Induzier¬barkeit von CDKN1A (p21, Cip1, WAF1), PCNA, TP53, XPC, GADD45A und DDB2 4h nach Bestrah¬lung in vitro bestimmt. Die erhaltenen Induktionswerte wurden mit dem Ausmaß der Neben¬wir¬kun¬gen ver¬glichen, die die Patienten während ihrer Bestrahlung tatsächlich entwickelten. Zum besseren Verständnis der im ersten Teil bestimmten Unterschiede in der Induktion wurde im Zell¬mo¬dell an p21-kompetenten und p21-defizienten Zellen untersucht, ob das Fehlen von CDKN1A (p21, Cip1, WAF1) eine Aus¬wirkung auf die zelluläre Strahlenempfindlichkeit hat. Desweiteren wurde die Tech¬nik der RNA-Inter¬ferenz angewendet, um die Expression des Gens CDKN1A zu vermindern. Die Aus¬wirkungen auf die Expression anderer DNA-Reparaturgene wurden mit Hilfe der quantitativen Real¬time-PCR bestimmt. Ergebnisse: Bei den sechs untersuchten Genen konnte die Induktion von XPC als möglicher Biomarker für individuelle klinische Strahlenempfindlichkeit identifiziert werden. Da Rauchen einen starken Effekt auf die XPC-Induktion hatte (p<0,01), wurde ein logistisches Regressionsmodell ver¬wendet, um so die Asso¬zia¬tion der XPC-Induktion und der Strahlenempfindlichkeit für Tabakkonsum zu adjustieren. Nach dem Ad¬jus¬tieren ergab sich ein statistisch sig¬nifikant erhöhtes Risiko für klinische Strahlenempfind¬lich¬keit in den Patienten mit hohen XPC-Induktionsfaktoren (Odds-Ratio: 5,3; p = 0,03; Konfidenzintervall: 1,25-24,5). Im Zellmodell zeigten sich keine Unterschiede nach Bestrahlung im Wachstums¬verhalten und im DNA-Re¬paratur¬test (Comet Assay) in p21-kompetenten und p21-defizienten Zellen. Es konnte jedoch ein deut¬licher Unterschied in der Verteilung auf die Zellzyklusphasen beobachtet werden. p21-defiziente Zellen wur¬den nach Bestrahlung im Gegensatz zu der parenteralen Zelllinie nicht in der G1-Phase des Zellzyklus an¬ge¬halten. Die Experimente mit p21-siRNA zeigten, dass nach Reduktion der CDKN1A-Trans¬kript¬men¬ge eine Erhöhung der Mengen von PCNA und GADD45A eintritt. Auch bei verminderter CDKN1A-Men¬ge blieb die Induzierbarkeit von CDKN1A nach Bestrahlung erhalten. Schlussfolgerungen: Das Induktionsverhalten von XPC nach Bestrahlung in vitro könnte sich möglicher¬weise als prädiktiver Marker für klinische Strahlenempfindlichkeit eignen. Allerdings ist zu beachten, dass das Rauchverhalten der untersuchten Patienten einen starken Einfluss auf die Induktion von XPC hat¬te, was eine Adjustierung nötig machte. Für die Entwicklung eines aussagekräftigen Tests werden weit¬ere Untersuchungen an größeren Patientengruppen nötig sein sowie komplexere Auswertungen mit ver¬schiedenen Markern wie auch der konstitutiven RNA-Expression, Polymorphismen in DNA-Repa¬ra¬tur¬genen, Antioxidantienspiegel im Plasma und weiteren Faktoren. Die Methode der RNA-Interferenz eig¬net sich, um zelluläre RNA-Mengen zeitweise zu reduzieren und so weiter¬führende mechanistische Unter¬suchungen durchzuführen.
date: 2006
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/7037/1/KWdiss_gesamt161106.pdf
identifier: DOI:10.11588/heidok.00007037
identifier: urn:nbn:de:bsz:16-opus-70375
identifier:   Wiebalk, Katrin  (2006) Strahleninduzierte Genexpression von Zellzykluskontroll- und DNA-Reparaturgenen als Biomarker für individuelle Strahlenempfindlichkeit.  [Dissertation]     
relation: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/7037/
rights: info:eu-repo/semantics/openAccess
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language: ger