PT Unknown
AU Michele, I
TI Aktivität und relative Schutzwirkung zweier konkurrierender DNA-Reparaturwege für O6-Methylguanin in vivo
PD 07
PY 2013
LA de
AB Aufgrund ihres hohen zytotoxischen, mutagenen und karzinogenen Potentials sind DNA-Alkylierungen an der O6-Position des Guanins äußerst riskant sowohl für Zellen als auch für Organismen. Deshalb verfügen Säugerzellen über effiziente Reparaturmechanismen, über die diese kritischen Läsionen aus dem Genom entfernt werden können. Neben der gut untersuchten direkten De-Methylierung durch das MGMT-Protein ist kürzlich ein alternativer Exzisions-Reparaturweg für O6-meG in humanen Zellen entdeckt worden.
Im ersten Teil dieser Arbeit wurde nun geklärt, dass dieser Reparaturmechanismus auch in allen daraufhin untersuchten Primärzellen der Maus nachweisbar war und das die Proteine XPC und FancD2 dabei eine essenzielle Funktion hatten, während ein Verlust von XPA nur zu einer verlangsamten Exzisionsreparatur von O6-meG führte. Im Weiteren wurde analysiert, welche relative Schutzwirkung die beiden konkurrierenden Reparaturmechanismen unter in vivo-Bedingungen für das Risiko von biologischen Endpunkten wie Zelluntergang oder Tumorentstehung, haben. Dazu wurden Reparatur-profiziente und -defiziente Mäuse mit dem Alkylanz N-Methyl-N-Nitroseharnstoff (MNU) behandelt und die zytotoxische Auswirkung auf die Hämatopoese, dem Alkylierungs-sensibelsten Zellsystem der Maus, anhand der Myelosuppression im peripheren Blut registriert. Ferner wurde in Langzeituntersuchungen das Auftreten von malignen Veränderungen (Lymphomen) bei den MNU-exponierten Tieren analysiert. 
Der funktionelle Ausfall von XPC oder FancD2 führte, überaschenderweise unabhängig von der MGMT-Aktivität, zu einer signifikanten Verstärkung sowohl der Zytotoxizität bei hämatopoetischen Stamm- und Vorläuferzellen (Myelosuppression) als auch der Karzinogenese (T-Zell-Lymphome). Demgegenüber zeigte ein Funktionsverlust der MGMT-vermittelten Reparatur oder des XPA-Proteins deutlich geringe Auswirkungen auf Ausmaß beziehungsweise Häufigkeit der beiden Endpunkte. Waren die Mäuse hingegen sowohl für MGMT als auch für XPA defizient, zeigten sie die mit Abstand höchste Suszeptivität für Zelluntergang und maligne Transformation nach MNU-Exposition. 
Bei der Bestimmung der Mutationsrate in Knochenmarkzellen der verschiedenen Mauslinien anhand einer transgenen lacZ-Sequenz fand sich eine etwa zehnfache Erhöhung dieser Werte nach MNU-Behandlung, aber kein signifikanter Unterschied bei An- oder Abwesenheit der beiden Reparaturfunktionen. Nach Sequenzanalyse des Indikatorgens zeigten sich jedoch bei den Reparatur-defizienten Mäusen Hinweise auf das vermehrte Auftreten von Punktmutationen, die von persistierenden O6-meG-Addukten herleitbar waren. 
Der hier in seiner biologischen Funktion erstmals näher charakterisierte alternative Exzisions-Reparaturweg ist offenbar nicht nur auf die Entfernung von Guanin-O6-Alkylierungen aus der DNA beschränkt, sondern greift beispielweise auch auf Cisplatin-induzierte Läsionen zu und hat höchstwahrscheinlich einen großen Einfluss auf die therapeutische Wirksamkeit sowie auf das Nebenwirkungsspektrum von methylierenden Medikamenten in der Onkologie
ER