Zeitschrift für klinische und experimentelle Pharmakologie

Abstrakt

Erhöhung des Sauerstoffgehalts bei hypoxischen Tumoren

John L. Gainer und Miles F. Lankford

Hintergrund: Tumore sind häufig hypoxisch, was sowohl die Chemotherapie als auch die Strahlentherapie beeinflusst. Transnatriumcrocetinat (TSC), ein neuartiger pharmazeutischer Wirkstoff, führt zu einem Anstieg des Sauerstoffgehalts in hypoxischen Geweben. In Tiermodellen von Krebs wurde außerdem gezeigt, dass Strahlentherapie in Kombination mit TSC wirksamer ist. Ein Anstieg des Tumorsauerstoffs sollte auch den HIF-1α-Signalweg beeinflussen. Daher wurde eine In-vitro-Studie dieses Signalwegs in menschlichen Glioblastomzellen durchgeführt. Methoden: Bei dieser Studie wurden quantitative Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktionstechnologie und menschliche Glioblastoma-Multiforme-Zellen eingesetzt. Die Zellen wurden sowohl unter hypoxischen als auch unter normoxischen Bedingungen kultiviert. Ergebnisse: Die Aufnahme von TSC in das Medium der Zellen führte dazu, dass einige Gene im HIF-1α-Signalweg in statistisch signifikanter Weise entweder hoch- oder herunterreguliert wurden. Diese Veränderungen waren entgegengesetzt zu denen, die auftraten, wenn dieselben Zellen unter hypoxischen Bedingungen, aber ohne TSC gezüchtet wurden. Darüber hinaus reagierten dieselben Gene in entgegengesetzter Weise, wenn die Zellen mit TSC, aber in einer normalen Sauerstoffumgebung gezüchtet wurden. Schlussfolgerungen: Diese Ergebnisse stützen frühere Beobachtungen, dass TSC die Hypoxie in Tumorzellen verringert. Da TSC unter Hypoxie andere statistische Unterschiede in der Genexpression verursachte als unter Normoxie, lässt dies darauf schließen, dass TSC keinen direkten Effekt auf den HIF-1α-Signalweg hat. Vielmehr verändert TSC die Genexpression aufgrund einer Änderung der Reaktion der Gene auf unterschiedliche Sauerstoffwerte. Diese Daten korrelieren auch mit früheren In-vivo-Studien, die zeigen, dass TSC den Sauerstoff in hypoxischem Gewebe erhöht, nicht jedoch in normalem Gewebe. Diese Daten, kombiniert mit früheren Studien an Tierkrebsmodellen, weisen daher stark darauf hin, dass TSC die Fähigkeit besitzt, den zellulären Sauerstoff in Tumorzellen zu erhöhen. Eine solche physiologische Änderung kann in Kombination mit einer Strahlentherapie bei Krebs von Vorteil sein.