Nurcan Üceyler

• Das kolorektale Karzinom ist in der westlichen Welt die zweithäufigste Todesursache bei Männer und Frauen. Wichtige Pathomechanismen der kolorektalen Karzinome konnten in den letzten Jahren aufgedeckt werden. Die Anhäufung von genetischen Alterationen spielen sowohl bei sporadischen, als auch bei den hereditären Formen eine wichtige Rolle. Zwei molekulargenetische Hauptwege sind bei der kolorektalen Karzinogenese identifiziert worden: erstens der Tumorsuppressor-Pathway, bei dem es zu Alterationen in Tumorsuppresor- und Onkogenen kommt undDas kolorektale Karzinom ist in der westlichen Welt die zweithäufigste Todesursache bei Männer und Frauen. Wichtige Pathomechanismen der kolorektalen Karzinome konnten in den letzten Jahren aufgedeckt werden. Die Anhäufung von genetischen Alterationen spielen sowohl bei sporadischen, als auch bei den hereditären Formen eine wichtige Rolle. Zwei molekulargenetische Hauptwege sind bei der kolorektalen Karzinogenese identifiziert worden: erstens der Tumorsuppressor-Pathway, bei dem es zu Alterationen in Tumorsuppresor- und Onkogenen kommt und zweitens der Mutatior-Pathway, der auf genetischen Alterationen in DNA-mismatch-Reparatur-Genen beruht, die zu einer genetischen Instabilität führen mit einer hohen Mutationsrate in repetitiven DNA-Sequenzen (sog. Mikrosatelliten). Es konnte gezeigt werden, dass oxidativer Stress, der durch die Bildung von H2O2 und anderen reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) hervorgerufen wird, zur Entstehung von zellulären und DNA-Schäden wie z.B. oxidative Basenschäden, die ihrerseits u.a. die Entstehung von fixen Punktmutationen, Fragmentation der Desoxiribose und DNA-Strangbrüche initiieren, führen kann. Diese Veränderungen und auch die Mismatch-Reparatur-Defizienz begünstigen die Tumorprogression im Kolon. Es wird geschätzt, dass durch ROS täglich ca.20 000 hits pro Zelle verursacht werden. Es existieren sowohl extrazelluläre, als auch zelluläre antioxidative Abwhrsysteme, die Biomoleküle wie u.a. die DNA vor dem oxidativen Stress schützen. Unter diesen protektiven Enzymen gibt es neben der Superoxidismutase und der Katalase auch zahlreiche Selenoproteine, die Selenocystein in ihrem aktiven Zentrum tragen. Zu diesen Enzymen, die antioxidative Funktionen wahrnehmen gehören u.a. die Glutathionperoxidase, die Thioredoxinreduktase und das Selenoprotein P. Die Glutathionperoxidase-Familie besteht aus der cytosolischen Glutathioperoxidase (cGPx), der plasmatischen Glutathionperoxidase (pGPx), der gastrointestinalen Glutathionperoxidase (GI-GPx) und der Phospholipid-Hydroperoxid-Glutathionperoxidase (PH-GPx). Diese Enzymfamilie ist an der Reduktion von Hydroperoxiden beteiligt, wobei sie Glutathion als Cofaktor benutzt. Die Thioredoxinreduktase-Familie (TrxR-alpha und Trxr-beta) regeneriert oxidiertes Thioresoxin, das in die DNA-Synthese involviert ist und auch in zelluläre Redox-Regulationssysteme eingreift und Transkriptionsfaktoren beeinflusst. Das Selenoprotein P, das bis zu 10 Seleocysteinreste pro Molekül enthält, baut Peroxinitrit ab, das seinerseits ein starkes Agens bei der Nitrosylation von Biomolekülen ist. Zusätzlich reduziert Selenoprotein P auch Phospholipid-Hydroperoxide, wenn auch weniger effektiv als PH-GPx. Es konnte in Vorarbeiten gezeigt werden, dass Selenoproteine im Gastrointestinaltrakt eine differentielle Expression aufweisen. Kürzlich konnte in unserer Arbeitsgruppe die inverse mRNA-Expression selnocysteinhaltigen Proteine GI-GPx und Selenoprotein P in kolorektalen Adenomen im Vergleich zur Normalmukosa charakterisiert werden. Dabei zeigte sich eine dramatische Abnahme der Selenoprotein P-Expression, während die Expression der GI-GPx signifikant erhöht war. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit untersuchten wir die Expression der GI-GPx in kolorektalen Karzinomen und Kolonkarzinom-Zelllinien, um auf Ebene der Selenoprotein-kodierenden Gene nach Alterationen zu suchen, die die veränderte Expression mit verursachen könnten.…
• Colorectal cancer is the seceond most cancer in both men and women in the western world. Important mechanisms of the pathogenesis of colorectal cancers have been identified during the last years. Accumulation of genetic alterations plays an imprtant role in the carcinogenesis of both sporadic and inherited colorectal cancers. Two major molecular pathways have been characterised in colorectal carcinogenesis, first, the tumor suppressor pathway, with the hallmark of alterations in tumor suppressor genes (p53, APC, DCC) and oncogenes (K-ras), andColorectal cancer is the seceond most cancer in both men and women in the western world. Important mechanisms of the pathogenesis of colorectal cancers have been identified during the last years. Accumulation of genetic alterations plays an imprtant role in the carcinogenesis of both sporadic and inherited colorectal cancers. Two major molecular pathways have been characterised in colorectal carcinogenesis, first, the tumor suppressor pathway, with the hallmark of alterations in tumor suppressor genes (p53, APC, DCC) and oncogenes (K-ras), and second, the mutator pathway, based on genetic alterations in DNA mismatch repair genes, which lead to genetic instability with high mutation rate in repetitive DNA sequences (microsatellites). Oxidative stress caused by formation of H2O2 and other reactive oxygen species (ROS) was shown to contribute to cellular and DNA damage e.g. oxidative base damage leading to fixed point mutations, fragmentation of deoxyribose as well as DNA strand breaks, thereby promoting tumor progression in the colon as well as mismatch repair deficiency. It has been estimated, that the number of ROS induced hits accounts for 20 000 hits per cell per day. Both extracellular and cellular antioxidative defense systems have evolved which protect biomolecules including DNA from oxidative stress events. Among these protecting enzymes such as superoxide dismutase and catalase, various selenocysteine containing proteins (selenoproteins) with antioxidative functions like the glutathione peroxidases, the thioredoxin reductases and selenoprotein P have been identified. The glutathione peroxidase family consists of the cytosolic glutathione peroxidase (cGPx), plasma glutathione peroxidase (pGPx), gastrointestinal glutathione peroxidase (giGPx) and the phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase (phGPx) and is involved in reduction of hydroperoxides using glutathione as a cofactor. The thioredoxin reductase family (TrxRalpha and TrxRbeta) regenerates oxidized thioredoxin, which is involved in DNA synthesis as well as cellular redox regulation of enzymes and transcription factors. Selenoprotein P (SePP), containing up to 10 seleocysteine residues per molecule is assumed to quench peoxnitrite, a powerful agent in nitrosylation of biomolecules. In addition, SePP was suggested to reduce phospholipid hydroperoxides although less efficiently than phGPx. Selenoproteins have been shown to be differentially expressed along the gastrointestinal tract. Recently, we identified an inverse mRNA expression of the selenocysteine-containing proteins giGPx and SePP in colorectal adenomatous polyps comparad to adjacent normal mucosa. In particular, SePP expression was dramatically reduced in colon adenomas, whereas giGPx expression was markedly increased. Here, we investigated the expression of the selenoprotein giGPx in colorectal cancers and colorectal cancer cell lines and examined whether alterations of genes encoding selenoproteins contributes to the altered expression of selenoproteins in colorectal cancer.…