Modulation von Multidrug resistance associated Proteinen (MRP) durch Prostaglandine in humanen Lungenzellen

Abstract

In vielen Lungentumoren findet man erhöhte Prostaglandin Konzentrationen aufgrund fehlerhafter Expression der Cyclooxygenase II, ein Schlüsselenzym der Prostaglandinbiosynthese. Aus der Literatur ist bekannt, dass viele Lungentumore mit Chemotherapieresistenzen eine erhöhte Expression von MRP-Transportern zeigen. In dieser Arbeit sollte ein möglicher Zusammenhang zwischen vermehrter Prostaglandin Produktion und erhöhter MRP-Expression untersucht werden. Als Modell dienten 3 verschiedene humane Lungenzellkulturen, 2 primäre (Bronchialepithel- und periphere Lungenzellen), sowie die Adenokarzinomzelllinie A549. Die Zellkulturen wurden in ihren Kultureigenschaften charakterisiert. Im Vergleich zu den Primärzellkulturen zeigte die Tumorzelllinie eine erhöhte Grundexpression von MRP1, 3 und 4. Die Expression von MRP5 war im Gegensatz niedriger in der Tumorzelllinie zu den primären Lungenzellen. Die MRP1-Expression (mRNA) wurde in primären Lungenzellen durch Prostaglandin E2 nicht jedoch durch Prostaglandin F2α stimuliert Die Ergebnisse korrelierten mit der erhöhten MRP1 Transportaktivität. Die Experimente liefern erste Hinweise für die Erhöhung von MRP3 und MRP5 durch Prostaglandin E2 in den Primärkulturen der Lunge. Aufgrund starker interindividueller Varianzen konnte aber keine statistische Signifikanz ermittelt werden. Die fehlende Reaktion der MRP-Proteine in der Tumorlinie A549 kann durch eine verringerte Proteinausstattung der Prostaglandin E2 Rezeptoren erklärt werden. Ein Zusammenhang zwischen dem epidermalen Wachstumsfaktor (EGF), einem Induktor der Prostaglandinbiosynthese, und einer durch Prostagandin E2 erhöhten MRP-Expression konnte nicht hergeleitet werden, da EGF keine Erhöhung der MRP1 Expression in Bronchialepithelzellen verursachte. Die Ergebnisse liefern einen ersten Erklärungsansatz für die erhöhte Expression von MRP1 in Lungentumoren mit schlechter Behandlungsprognose.

The prostaglandin-biosynthesis is frequently increased in tissue of lung cancer caused by incorrect expression of cyclooxgenase II, key enzyme of prostaglandin synthesis. Many lung tumours with resistance against chemotherapy show a high expression of MRP-Transporters. The aim of the study was the examination of a possible correlation between high expression of MRP and the increased prostaglandin biosynthesis (prostaglandin E2 and F2α). In this study, three different types of cell-culture were used, two primary cell cultures (human bronchial epithelial cells and peripheral lung cells), as well as the adenocarcinoma-cell line A549. The cell cultures were characterised for their culture conditions. The basic expression of MRP1, MRP3 and MRP4 was increased in tumour cells. In contrast the expression of MRP5 was higher in primary cell cultures. The MRP1-expression was exclusively induced by prostaglandin E2 in bronchial epithelial cells. The cells showed no effect on treatment with prostaglandin F2α. These results were correlated with MRP1 transport-activity. The elevation of MRP3 and MRP5 expression were only marginal with high inter-individual variances. The lack of reaction on prostaglandin E2 treatment in the tumour cell line A549 is explainable by reduced expression of the prostaglandin E2- receptors. A correlation between epidermal growth factor (EGF), an inducer of prostaglandin synthesis, and increased MRP expression caused by prostaglandin E2 could not be observed because there was no increase of MRP1 by EGF in bronchial epithelial cells. In conclusion, the results may explain a higher MRP1 expression in lung tumours caused by induction of prostaglandin E2.