Effekte der Editierung von Peroxisom-Proliferator-aktivierten Rezeptoren (PPARs) auf die Responsivität von humanen Gliomstammzellen gegenüber der Behandlung mit Temozolomid und/oder Fenofibrat

Abstract

Das Glioblastoma Multiforme (GBM) ist der häufigste primäre Hirntumor mit medianem Überleben von 15 Monaten. Zum Therapieversagen tragen stammzellähnliche Tumorzellen (stem like glioma cells; SLGCs) mit vielfältigen Resistenzmechanismen bei. GBM-Zellen zeigen metabolische Veränderungen: verstärkte Glykolyse, reduzierte OXPHOS-Aktivität, vermehrte Fettsäuresynthese. Die Peroxisome-Proliferator-aktivierten Rezeptoren (PPAR) regulieren diese Stoffwechselwege und bieten daher ein potenzielles therapeutisches Ziel. Die AG Zechel strebte in Vorarbeiten die Inaktivierung von PPAR-Genen mittels CRISPR/Cas9 an. In dieser Arbeit wurden vier Zellklone auf PPARA- und PPARG-Editierungen untersucht. Während alle PPARA-Klone Wildtyp-Sequenzen aufwiesen, zeigten zwei PPARG-Klone biallelisch verschiedene Deletionen. Die Mutationen trunkieren den Rezeptor in der DBD. Die Knockout-Klone wurden zusammen mit Klonen aus früheren Arbeiten für Behandlungsexperimente verwendet. BrdU-Elisa zeigten eine signifikante Proliferationshemmung durch Fenofibrat in Klonen und Mutterkulturen (T1440 & T1495). In Kombination mit TMZ ergab sich eine überwiegend additive Proliferationshemmung. Ein Zusammenhang mit dem Editierungstyp war nicht erkennbar. Western Blots zeigten hohe PPARα-Expression in Klonen und Mutterkulturen. Die TMZ-Sensitivität der MGMT-positiven T1495-Klone korrelierte mit der MGMT-Expression. Zusätzlich wurde immunzytochemisch der Einfluss von Fenofibrat und TMZ auf Zellzahl, Stammzellmarker (Sox-2) und DNA-Schäden (γH2AX) untersucht. Beide Substanzen reduzierten die Gesamtzellzahl. Der Sox2-Anteil sank nach Fenofibratbehandlung in den Klonen, stärker als nach TMZ-Gabe; synergistische Effekte fehlten. Die Wirkung auf H2AX positive Zellen variierte, mit kooperativen und antagonistischen Wirkungen. Zur SLGC-Markierung für ein ex vivo GBM-Modell wurden ein T1464-PPARG-Klon und die T1464-Mutterkultur stabil mit einem eGFP-kodierenden lentiviralen Vektor transfiziert. Die eGFP-Expression blieb heterogen. Die Ergebnisse zeigen ein therapeutisches Potenzial von Fenofibrat für die GBM-Therapie, jedoch auch mögliche antagonistische Effekte von Fenofibrat und TMZ. Künftige Untersuchungen sollten unterschiedliche PPAR-Subtypen, weitere SLGC-Linien mit definiertem Mutationsstatus und standardisierte stemness-Niveaus einbeziehen, um den Einfluss metabolischer Modulation auf Therapieresistenzen zu untersuchen.