Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Biowissenschaften

Fachgebiet: Zellbiologie

Betreuer: Prof. Dr. Guido Hildebrandt



Dipl. Biol. Tonja Schröder
(e-mail: tonja.schroeder@gmx.de )

In vitro Studie zur Testung von Epothilon B in der simultanen Radiochemotherapie anhand der humanen epithelialen Tumorzelllinien FaDu und A549

Die simultane Radiochemotherapie, also die kombinierte Anwendung von Chemotherapie und Bestrahlung, ist ein wichtiger Bestandteil in der Behandlung von Tumoren. In der vorliegenden Arbeit wurden die zytotoxischen und strahlensensibilisierenden Effekte des neuen Mitosehemmstoffes Epothilon B anhand zweier humaner epithelialer Tumorzelllinien untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, dass Epothilon B eine zytotoxische Aktivität gegenüber Tumorzellen aufweist, wodurch die Einleitung des Zelltodes mittels Apoptose sowie durch den Zelltod während einer fehlerhaften Mitose, die sogenannte mitotische Katastrophe, erfolgt. Zudem löst Epothilon B eine Strahlensensibilisierung in den untersuchten Tumorzellen aus, welche durch eine Anhäufung der Zellen in der strahlensensiblen G2/M-Phase des Zellzyklus hervorgerufen sowie durch eine Epothilon B-bedingte reduzierte DNA-Reparaturkapazität induziert wird. Desweiteren konnte demonstriert werden, dass Epothilon B eine Polymerisation der Mikrotubuli hervorruft, die effektiver ist als unter Einfluss des Chemotherapeutikums Paclitaxel. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass der Einsatz von Epothilon B als Chemotherapeutikum in der kombinierten Anwendung mit Bestrahlung ein lohnendes Forschungsprojekt darstellt.

A combined modality treatment employing radiation and chemotherapy plays a central role in the management of tumors. In our study, we examined the cytotoxic and radiosensitive effect of the novel microtubule stabilizer epothilone B on two human epithelial tumor cell lines. The results of this study showed that epothilone B displays cytotoxic antitumor activity which results in different cell death signalling pathways like apoptosis and mitotic catastrophe, a cell death occurring during failed mitosis. Epothilone B also enhances the radiation response in the tumor cells which was mainly originated by a drug-induced cell arrest in the radiosensitive G2/M phase of the cell cycle and also by a reduced DNA repair capacity triggered by epothilone B. Moreover, it was demonstrated that epothilone B in fact targets microtubules in a more effective manner than the chemotherapeutic agent paclitaxel. This finding gives crucial evidence that combined radiation and chemotherapy with epothilone B is worth being tested in preclinical and clinical trials in the future.