Modulation der Strahlensensibilität mittels alleiniger sowie kombinierter PI3K/mTOR-Inhibierung im Glioblastommodell: die Rolle des PTENs

• Main Author: Lutyj, Paul
• Format: Doctoral Thesis
• Language: deu
• Published: 2020
• Subjects: Strahlensensibilität; Glioblastom; Phosphatidylinositolkinase <Phosphatidylinositol-3-Kinase>; ddc:610
• Online Access: https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/frontdoor/index/index/docId/21015; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-210159; https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:20-opus-210159; https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/files/21015/Lutyj_Paul_Strahlensensibilitaet.pdf

Den aktuellen Forschungsgegenstand dieser Arbeit bildet der in Glioblastomen häufig überaktivierte PI3K/AKT/mTOR-Signalweg. Eine entscheidende Rolle bei der Aktivierung des Signalwegs spielt das Tumorsuppressorprotein PTEN. Ein mutiertes PTEN sorgt für die zuvor genannte Überaktivierung des PI3K/AKT/mTOR-Signalwegs und korreliert mit einer Radioresistenz. In der vorliegenden Arbeit wurde die strahlensensibilisierende Wirkung des neuartigen dualen PI3K/mTOR-Inhibitors NVP-BEZ235 an zwei humanen Glioblastomzelllinien mit unterschiedlichem PTEN-Status (GaMG: PTEN wt und U373-MG: PTEN mut) analysiert. Vergleichend dazu erfolgten Untersuchungen mit dem mTOR-Inhibitor Rapamycin und dem PI3K-Inhibitor LY294002. Untersucht wurden die Auswirkungen auf die Zellproliferation, die Strahlensensibilität, das Proteinexpressionsmuster, die Zellzyklusverteilung, die Induktion und Reparaturfähigkeit des DNS-Schadens sowie die Einleitung des programmierten Zelltods. U373-MG stellte sich im Vergleich zu GaMG als die strahlensensiblere Zelllinie heraus. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass die mTOR-Inhibition durch NVP-BEZ235, unabhängig vom PTEN-Status, für die Einflussnahme auf Proliferation und Proteintranslation vordergründig ist. Es kam zu keinen radiosensibilisierenden Effekten durch Zugabe von NVP-BEZ235, Rapamycin und LY294002 24 Stunden vor Bestrahlung, was auf das Ausbleiben eines erhöhten DNA-Schadens und einer verzögerten DNA-Reparatur, einen G1-Arrest und der Aktivierung des PI3K-Signalwegs zum Zeitpunkt der Bestrahlung sowie der Unterdrückung der Apoptose zurückzuführen ist. Trotz Ausbleiben radiosensibilisierender Effekt, konnte durch die Testsubstanzen eine starke zytostatische Wirkung gezeigt werden. === The current research topic of this work is the PI3K/AKT/mTOR signaling pathway, which is often overactivated in glioblastomas. The tumor suppressor protein PTEN plays a decisive role in the activation of the signaling pathway. A mutated PTEN provides the overactivation of the PI3K/AKT/mTOR signaling pathway and correlates with radiation resistance. In the present paper, the radiosensitizing effect of the novel dual PI3K/mTOR inhibitor NVP-BEZ235 on two human glioblastoma cell lines with different PTEN status (GaMG: PTEN wt and U373-MG: PTEN mut) was analyzed. Comparative studies were carried out with the mTOR inhibitor rapamycin and the PI3K inhibitor LY294002. The effects on cell proliferation, radiation sensitivity, protein expression pattern, cell cycle distribution, induction, and repairability of DNA damage as well as the initiation of programmed cell death were investigated. U373-MG turned out to be more radiosensitive compared to GaMG. Furthermore, it has been shown that mTOR-Inhibition by NVP-BEZ235 is essential for the influence on proliferation and protein translation, regardless of the PTEN status. The addition of NVP-BEZ235, rapamycin and LY294002 24 hours prior to irradiation did not lead to any radiosensitizing effect. This is due to the absence of increased DNA damage and delayed DNA repair, a G1 arrest and the activation of the PI3K signaling pathway at the time of irradiation and the suppression of apoptosis. Despite the lack of radiosensitizing effects, the test substances showed strong cytostatic effects.