Z Gastroenterol 2005; 43 - 2_23
DOI: 10.1055/s-2005-861636

Rasche Induktion der Mitochondrien-vermittelten Apoptose durch spezifische Cyclooxygenase (COX)–2 Inhibitoren in HCC-Zellen

AM Haugg 1, A Koch 2, K Lorenz 3, P Hill 3, E Eiteneuer 1, K Breuhahn 1, P Schirmacher 1, M Mueller-Schilling 2, MA Kern 4
  • 1Pathologisches Institut der Universität Heidelberg, Heidelberg, Heidelberg
  • 2Universitätsklinik Heidelberg, Medizinische Klinik und Poliklinik, Innere Medizin IV, Heidelberg
  • 3Universitätsklinikum Heidelberg, Innere Medizin IV, Heidelberg
  • 4Institut für Pathologie der Universität zu Köln, Köln

Die Cyclooxygenase (COX)–2 ist ein zentrales Enzym der Prostaglandinsynthese und ist im humanen hepatozellulären Karzinom häufig dysreguliert. Wir konnten zeigen, dass die selektive Inhibierung von COX–2 durch nicht-steroidale Antiphlogistika (Celecoxib, Meloxicam) über die Modulation von Apoptose und Proliferation das Wachstum humaner HCC-Zellen in vitro und in vivo signifikant hemmt. Die Induktion der Apoptose ist mit einer frühen Aktivierung der Effektor-Caspasen –3, –6 und –9 assoziiert. Die molekularen Mechanismen der durch selektive COX–2 Inhibierung hervorgerufenen, proapoptotischen Effekte in der Hepatokarzinogenese, insbesondere die Rolle des mitochondrialen Apoptose-Signalweges sind jedoch bisher nur unzureichend geklärt.

HCC-Zelllinien (HuH–7, HepG2) wurden mit Celecoxib über 12 Stunden behandelt. Mit Hilfe von MTT-Vitalitätstests und FACS-Analysen (Nicoletti-Färbung) konnte eine konzentrations- (12,5 bis 400µM) und zeitabhängige Wachstumsinhibierung nachgewiesen werden, die mit der Induktion von Apoptose korrelierte. Bereits 2 Stunden nach Behandlung mit Celecoxib wurde, zusätzlich zur Spaltung der Caspasen–3, –6 und –9, eine Aktivierung der Initiator-Caspase–8 durch proteolytischen Abbau der Pro-Caspase nachgewiesen (Western-Immunoblot). Parallel dazu konnte eine signifikante Depolarisation des mitochondrialen Membranpotentials (Δψ) beobachtet werden (JC–1- und DIOC-Färbung), welche mit einer Zunahme der zytoplasmatischen Cytochrom-c Freisetzung korrelierte (Western-Immunoblot subzellulärer Proteinfraktionen). Durch Behandlung mit den Caspaseinhibitoren Z-VAD-FMK (pan-Caspase-Inhibitor), Z-DEVD-FMK (Caspase–3 Inhibitor) und Z-IETD-FMK (Caspase–8 Inhibitor) konnte die Celecoxib-induzierte Apoptose um bis zu 80% reduziert werden (Nicoletti-Färbung).

Diese Daten belegen, dass die durch nicht-steroidale Antiphlogistika (Celecoxib) hervorgerufenen proapoptotischen Effekte auf HCC-Zellen auch eine rasche Aktivierung des mitochondrialen Apoptose-Signalweges (<2 Stunden) unter Beteiligung der Initiator- und Effektor-Caspasenaktivität beinhalten.

Key words

Apoptose - Cyclooxygenase-2 (COX-2) - Mitochondrien

References

Kern et al., 2002, Hepatology; Kern et al., 2004, Carcinogenesis