Durch Nikotin verursachte Änderungen der Genexpression in Brustkrebszelllinien : Einfluss von Flotillinen

Abstract

Nikotin gilt als Risikofaktor bei der Entstehung und Progression verschiedener humaner Krebsarten. Mehrere Studien beschreiben, dass Nikotin zu Änderungen der Genexpression in Krebszellen führt, wodurch diese resistenter gegenüber chemotherapeutischen Substanzen werden und eine verbesserte Überlebensrate aufweisen. Neben Nikotin werden auch Flotilline vermehrt mit der Tumorgenese in Verbindung gebracht und deren Überexpression mit der Metastasierung von Zellen sowie einer schlechteren Überlebensprognose assoziiert.Ziel dieser Arbeit war es daher zu untersuchen, inwiefern die durch Nikotin verursachten Änderungen der Genexpression von den Proteinen der Flotillin-Familie abhängig sind. Dazu wurde mittels quantitativer Real-Time-Polymerase-Kettenreaktion die Genexpression ausgewählter Gene nach Nikotinstimulation gemessen. In malignen MCF-7 Adenokarzinomzellen der Brust und nicht-malignen MCF10A Brustepithelzellen wurde der Einfluss des Nikotins und der Flotilline auf Apoptose nach Staurosporin Behandlung untersucht und mittels Western Blot analysiert.Insgesamt konnte kein eindeutiger Effekt des Nikotins unter den in dieser Arbeit vorliegenden Bedingungen belegt werden. Hingegen war wiederholt ein Einfluss der Flotilline auf das Überleben der Krebszellen festzustellen. Sowohl in malignen als auch nicht- malignen Brustkrebszelllinien zeigte sich, dass Flotillin-depletierte Zellen anfälliger auf Staurosporin reagieren und schneller sterben. Im Vergleich dazu verzögerte die Expression von Flotillinen die Apoptose, sodass diese Zellen besser überleben.Die vorliegende Arbeit liefert erste Hinweise auf Flotillin-verursachte Änderungen apoptotischer Zellen. Diese Effekte sind dadurch zu erklären, dass unter Abwesenheit von Flotillinen die Aktivität zellproliferativer Signalwege (wie z.B. der PI3K/Akt Signalweg) reduziert wird und eine Deregulation anti-apoptotischer Proteine erfolgt.Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Fehlen von Flotillinen die Sensitivität der Krebszellen gegenüber Chemotherapeutika erhöht. Diese Erkenntnis könnte zukünftig in der Krebstherapie von Bedeutung sein, da eine gezielte Beeinflussung von Flotillinen den Behandlungserfolg positiv beeinflussen könnte. Nicotine has been shown to promote cell proliferation and progression of various types of human cancer. Furthermore, nicotine is known to alter gene expression in cancer cells and abrogate the effect of chemotherapeutic agents by inhibiting apoptotic cell death. Besides nicotine, flotillins are also linked to tumorigenesis, and their overexpression is associated with metastasis formation and a poor survival prognosis.The aim of this study was to investigate how the effects of nicotine are dependent on flotillin function. After nicotine stimulation, gene expression was analyzed by quantitative real time polymerase chain reaction. In malignant MCF-7 and non-malignant MCF10A breast cancer cells, the influence of flotillins and nicotine on apoptosis was examined after staurosporine treatment and analyzed by western blot.Whereas a nicotine-dependent effect on the breast cancer cells could not be clearly demonstrated, it could be shown that flotillins have an influence on cell survival. In both malignant and non-malignant breast cancer cell lines, it was shown that flotillin-depleted cells are more susceptible to staurosporine and die faster. In contrast, control cells showed a higher resistance to chemotherapeutic-induced apoptosis and survived longer.The present work underlines the flotillin-dependent effects on apoptotic cells. These effects can be explained by deregulation of signaling pathways that are important for cell proliferation upon flotillin depletion (such as the PI3K/Akt signaling pathway), resulting in inhibition of anti-apoptotic proteins.In conclusion, the absence of flotillins increases the sensitivity of cancer cells to chemotherapeutic substances. In the future, these findings could be important in cancer therapy, and modulation of flotillins might improve the success of chemotherapeutic treatment.