Die Rolle von Caspase–8 in der therapeutischen Induktion von Apoptose in Hepatomzellen durch Mitomycin C und Interferon alpha

Hintergrund/Einleitung: Bisherige Daten zeigen, dass der pro-apoptotische Faktor Caspase–8 in einigen Tumorformen wie z.B. auch im hepatozellulären Karzinom durch Mutationen oder epigenetische Mechanismen inaktiviert werden kann. Es wird angenommen, dass die Inaktivierung pro-apoptotischer Faktoren wie z.B. Caspase–8 eine Ursache für Chemoresistenz darstellt.

Zielsetzung: Im Rahmen dieser Studie sollte untersucht werden, ob chemotherapeutische Agenzien die Caspase–8 Transkription induzieren und über welche Mechanismen diese Regulation gegebenenfalls vermittelt wird.

Ergebnisse: Huh7 und HepG2 Hepatomzellen wurden mit einem Fusionskonstrukt aus dem Caspase–8 Promoter und dem Reportergen Luciferase transfiziert und anschliessend mit verschiedenen Chemotherapeutika wie z.B. 5-Fluorouracil, Mitomycin C (MMC), Cisplatin und Bleomycin behandelt. Durch einige Substanzen wurde der Caspase–8 Promoter vorübergehend leicht hochreguliert. Auffällig war die starke Promoterinduktion durch MMC Applikation, die mit einem Anstieg der endogenen Caspase–8 mRNA sowie erhöhter enzymatischer Caspase–8 Aktivierung und Apoptose einherging. Die MMC-induzierte Apoptose sowie die enzymatische Caspase–8 Aktivierung konnten durch Gabe von Caspase–8 siRNA inhibiert werden. Wir konnten durch Gelshift-Analysen zeigen, dass MMC einen Anstieg von aktiviertem c-Jun/AP–1 Komplex in Hepatomzellen bewirkt. Über eine computergestützte Sequenzanalyse des Caspase–8 Promoters identifizierten wir eine potentielle AP–1 Bindungsstelle 30 bp upstream des Transkripionsstarts, und zeigten in Gelshiftanalysen eine Komplexbildung dieser Sequenz mit AP–1 Komplexen nach MMC- Stimulation. Durch Mutation dieser Bindungsstelle wurde die Komplexbildung mit AP–1 sowie die Promoterinduktion inhibiert. Weiterhin konnten wir zeigen, dass der Caspase–8 Promoter durch Interferon-a über ein ISRE Element induzierbar ist. Gleichzeitige Applikation von Interferon-a und MMC führte zu einer synergistischen Erhöhung der Caspase–8 Promoteraktivität, mRNA Expression und Apoptose.

Zusammenfassung: Unsere Daten zeigen, dass die Caspase–8 Genexpression durch Mitomycin C über einen c-Jun/AP–1 abhängigen Mechanismus induziert wird und dadurch Apoptose ausgelöst wird, während der zytotoxische Effekt anderer Chemotherapeutika unabhängig von Caspase–8 abzulaufen scheint.