Der Effekt von Lipopolysaccharid auf die Chemo- und Radiotherapiesensibilität des nicht-kleinzelligen Lungenkarzinoms in vitro

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2025

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https://doi.org/10.22029/jlupub-21104

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Das nicht-kleinzellige Lungenkarzinom stellt eine der häufigsten Krebstodesursachen in Deutschland dar. Die Therapie erfolgt stadienabhängig. Eine chirurgische Resektion, eine cisplatinbasierte Chemo- und/oder Strahlentherapie sowie eine Immuntherapie sind hierbei etabliert. Pulmonale Infektionen mit gramnegativen Bakterien, die Lipopolysaccharide als wichtigen Pathogenitätsfaktor in der äußeren Membran enthalten, führen zu einem Überlebensnachteil der betroffenen Patienten. Daher wurde in dieser Arbeit untersucht, inwiefern LPS die Ansprache der NSCLC-Zelllinie A549 in vitro auf das Chemotherapeutikum Cisplatin sowie auf Bestrahlung beeinflusst. Das relative Überleben unter Cisplatin wurde im Koloniebildungstest und im MTS-Assay untersucht, wobei die Behandlung mit LPS keinen Einfluss auf die Cisplatinsensibilität der Zelllinie A549 zeigte. Das klonogene Überleben unter Bestrahlung wurde im Koloniebildungstest untersucht, wobei LPS zu einer Steigerung des klonogenen Überlebens und somit zu einer Strahlenresistenz der Zelllinie A549 führte. In einem zur Untersuchung der in die LPS-induzierte Strahlenresistenz involvierten Mechanismen durchgeführten humanen Phospho-Kinase Array nahm die Phosphorylierung von ERK1/2 unter LPS sowie unter LPS und Bestrahlung zu, was mittels Western Blot bestätigt werden konnte. Die funktionelle Rolle von ERK1/2 in der LPS-induzierten Strahlenresistenz konnte im Folgenden nachgewiesen werden, da der Überlebensvorteil der mit LPS-behandelten Zellen unter Bestrahlung im Koloniebildungstest durch die Inhibition von ERK1/2 wieder aufgehoben war. Die Wirksamkeit des Inhibitors konnte mittels Western Blot bestätigt werden. Das mittels ELISA quantifizierte proinflammatorische Interleukin-8 erwies sich dabei als durch LPS induzierbares Genprodukt, dessen vermehrte Synthese unter gleichzeitiger Bestrahlung eine partielle Abhängigkeit von ERK1/2 unterstellt werden konnte. Zusammenfassend induzierte LPS in der NSCLC-Zelllinie A549 keine Cisplatinresistenz, jedoch eine Strahlenresistenz. Als mögliche involvierte Mechanismen wurden die gesteigerte Phosphorylierung von ERK1/2 und eventuell die damit verbundene, vermehrte Synthese von IL-8 identifiziert. Die Inhibition von ERK1/2 führte zu einer Aufhebung der LPS-induzierten Strahlenresistenz. Somit könnte eine Kombination von Bestrahlung mit ERK1/2-Inhibitoren eine potentielle Behandlungsstrategie für Patienten mit einem nicht-kleinzelligen Lungenkarzinom darstellen, die zusätzlich unter pulmonalen bakteriellen Infektionen leiden.

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