@phdthesis{Lietz2006, author = {Lietz, Andreas}, title = {Mechanismen der Apoptoseresistenz der Tumorzellen des klassischen Hodgkin Lymphoms}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-11219}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2006}, abstract = {Apoptose, der programmierte Zelltod, spielt eine wichtige Rolle f{\"u}r das Gleichgewicht zwischen Proliferation und Sterben von Zellen und ist außerdem an der Beseitigung von infizierten und gesch{\"a}digten Zellen beteiligt. Apoptose kann durch Stimulation von Rezeptoren aus der Familie der TNF-Rezeptoren wie CD95, ausgel{\"o}st werden. Nach Liganden-induzierter Trimerisierung der Rezeptoren bindet FADD an den zytoplasmatischen Teil des Rezeptors und rekrutiert Caspase-8 und/oder -10. Die r{\"a}umliche N{\"a}he der Caspasen in diesem als DISC bezeichneten Komplex f{\"u}hrt zu ihrer auto- und transkatalytischen Spaltung und damit Aktivierung. Dadurch wird das apoptotische Programm gestartet, welches zum Tod der Zelle f{\"u}hrt. Kontrolliert wird dieser Vorgang von einer Vielzahl anti-apoptotischer Proteine. St{\"o}rungen in diesem System sind an der Entstehung einer Reihe von Krankheiten beteiligt. Die Blockade der Apoptoseinduktion kann zur Entstehung von Tumoren beitragen. Das klassische Hodgkin Lymphom ist eine maligne Erkrankung des lymphatischen Systems. Die Tumorzellen sind große, einkernige Hodgkin- oder mehrkernige Reed/Sternbergzellen (HRS-Zellen). Sie leiten sich von Keimzentrum-B-Zellen ab. In HRS-Zellen fehlt die Expression einer Vielzahl von typischen B-Zellmarkern, darunter die des B-Zellrezeptors. Solche B-Zellen sterben normalerweise w{\"a}hrend der Keimzentrumsreaktion durch Apoptose. An diesem Prozess ist CD95 beteiligt. In einer Reihe von malignen Erkrankungen wurden eine Herunterregulation der CD95-Expression oder Mutationen im CD95-Gen beobachtet. Es wird daher vermutet, dass CD95-induzierte Apoptose zur Entfernung von Tumorzellen beitr{\"a}gt. Im Gegensatz dazu exprimieren sowohl prim{\"a}re HRS-Zellen als auch etablierte HRS-Zelllinien in der Regel Wildtyp-CD95, sind aber trotzdem CD95-resistent. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass Komponenten des CD95-Systems, im Gegensatz zu anderen malignen Erkrankungen, in den HRS-Zellen hochreguliert sind, darunter CD95 selbst. In immunpr{\"a}zipitierten DISCs von CD95-stimulierten HRS-Zellen wurde neben FADD und Caspase-8/-10 auch c-FLIP nachgewiesen. c-FLIP ist ein Caspase-8/-10-Homolog, das ebenfalls an FADD bindet, aber aufgrund fehlender katalytischer Aktivit{\"a}t die Aktivierung der Caspasen im DISC und damit die Apoptoseinduktion verhindert. Eine starke c-FLIP-Expression konnte in allen HRS-Zelllinien und in den HRS-Zellen nahezu aller untersuchter prim{\"a}rer Hodgkinf{\"a}lle (55/59) gezeigt werden. Durch siRNA-vermittelte Herunterregulation von c-FLIP war es m{\"o}glich, HRS-Zelllinien gegen{\"u}ber CD95-induzierter Apoptose zu sensitivieren. Dies zeigt, dass die CD95-Rezeptor-induzierte Apoptose in den HRS-Zellen nicht strukturell, sondern funktionell inhibiert ist und c-FLIP stark zu dieser Inhibition beitr{\"a}gt. Dar{\"u}ber hinaus konnte gezeigt werden, dass die c-FLIP-Expression in den HRS-Zellen von der konstitutiven Aktivit{\"a}t des Transkriptionsfaktors NF-κB abh{\"a}ngt, die charakteristisch f{\"u}r diese Zellen ist. Normalerweise wird NF-κB von Inhibitorproteinen, den IκBs, im Zytoplasma zur{\"u}ckgehalten. Diverse Stimuli k{\"o}nnen den IKK-Komplex aktivieren, der die IκBs an bestimmten Serinresten phosphoryliert. Dies hat die Ubiquitinylierung und den Abbau der IκBs zur Folge, wodurch NF-κB frei wird, in den Kern wandert und dort seine Zielgene aktiviert. Es wird angenommen, dass in HRS-Zellen ein konstitutiv aktiver IKK-Komplex und teilweise Mutationen der IκB-Proteine zur konstitutiven NF-κB-Aktivit{\"a}t beitragen. Zu den NF-κB-abh{\"a}ngigen Genen in den HRS-Zellen geh{\"o}ren solche mit anti-apoptotischer und Zellzyklus-treibender Wirkung. Die Inhibition der NF-κB-Aktivit{\"a}t in den HRS-Zellen f{\"u}hrt zu Apoptose und eingeschr{\"a}nkter Proliferation. Von dreiwertigem Arsen ist bekannt, dass es die Induzierbarkeit des IKK-Komplexes inhibieren kann und damit letztendlich die Aktivierung von NF-κB. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass Arsen in HRS-Zellen den konstitutiv aktiven IKK-Komplex inhibiert. In Zelllinien mit intakten IκB-Proteinen f{\"u}hrte dies zur NF-κB-Inhibition und Apoptoseinduktion. Die Reduktion der NF-κB-Aktivit{\"a}t ging mit der Herunterregulation von anti-apoptotischen und Proliferations-f{\"o}rdernden Zielgenen einher. Die ektope {\"U}berexpression von NF-κB hob die Apoptose-induzierende Wirkung von Arsen teilweise auf. Durch Arsen-Behandlung von M{\"a}usen konnte das Tumorwachstum xenotransplantierter HRS-Zellen stark verlangsamt werden. In explantierten Tumorzellen konnte ebenfalls eine NF-κB-Inhibition nachgewiesen werden. Die NF-κB-Inhibition durch Arsen tr{\"a}gt also stark zur Apoptoseinduktion in den HRS-Zellen bei. Zusammengefasst zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit, dass die Modulation der Apoptoseresistenz neue therapeutische Ans{\"a}tze f{\"u}r die Behandlung des Hodgkin Lymphoms bieten k{\"o}nnte. Der Einsatz von Arsen ist dabei besonders interessant, da Arsen schon f{\"u}r die Behandlung anderer maligner Erkrankungen eingesetzt wird.}, language = {de} } @article{KoehlerLutherMeyeretal.2014, author = {K{\"o}hler, Yvonne and Luther, Eva Maria and Meyer, S{\"o}ren and Schwerdtle, Tanja and Dringen, Ralf}, title = {Uptake and toxicity of arsenite and arsenate in cultured brain astrocytes}, series = {Journal of trace elements in medicine and biology}, volume = {28}, journal = {Journal of trace elements in medicine and biology}, number = {3}, publisher = {Elsevier}, address = {Jena}, issn = {0946-672X}, doi = {10.1016/j.jtemb.2014.04.007}, pages = {328 -- 337}, year = {2014}, abstract = {Inorganic arsenicals are environmental toxins that have been connected with neuropathies and impaired cognitive functions. To investigate whether such substances accumulate in brain astrocytes and affect their viability and glutathione metabolism, we have exposed cultured primary astrocytes to arsenite or arsenate. Both arsenicals compromised the cell viability of astrocytes in a time- and concentration-dependent manner. However, the early onset of cell toxicity in arsenite-treated astrocytes revealed the higher toxic potential of arsenite compared with arsenate. The concentrations of arsenite and arsenate that caused within 24 h half-maximal release of the cytosolic enzyme lactate dehydrogenase were around 0.3 mM and 10 mM, respectively. The cellular arsenic contents of astrocytes increased rapidly upon exposure to arsenite or arsenate and reached after 4 h of incubation almost constant steady state levels. These levels were about 3-times higher in astrocytes that had been exposed to a given concentration of arsenite compared with the respective arsenate condition. Analysis of the intracellular arsenic species revealed that almost exclusively arsenite was present in viable astrocytes that had been exposed to either arsenate or arsenite. The emerging toxicity of arsenite 4 h after exposure was accompanied by a loss in cellular total glutathione and by an increase in the cellular glutathione disulfide content. These data suggest that the high arsenite content of astrocytes that had been exposed to inorganic arsenicals causes an increase in the ratio of glutathione disulfide to glutathione which contributes to the toxic potential of these substances.}, language = {en} } @article{KuhnTavaresJacquesTeixeiraetal.2021, author = {Kuhn, Eug{\^e}nia Carla and Tavares Jacques, Maur{\´i}cio and Teixeira, Daniela and Meyer, S{\"o}ren and Gralha, Thiago and Roehrs, Rafael and Camargo, Sandro and Schwerdtle, Tanja and Bornhorst, Julia and {\´A}vila, Daiana Silva}, title = {Ecotoxicological assessment of Uruguay River and affluents pre- and biomonitoring}, series = {Environmental science and pollution research : ESPR}, volume = {28}, journal = {Environmental science and pollution research : ESPR}, number = {17}, publisher = {Springer}, address = {Berlin ; Heidelberg}, issn = {0944-1344}, doi = {10.1007/s11356-020-11986-4}, pages = {21730 -- 21741}, year = {2021}, abstract = {Uruguay River is the most important river in western Rio Grande do Sul, separating Brazil from Argentina and Uruguay. However, its pollution is of great concern due to agricultural activities in the region and the extensive use of pesticides. In a long term, this practice leads to environmental pollution, especially to the aquatic system. The objective of this study was to analyze the physicochemical characteristics, metals and pesticides levels in water samples obtained before and after the planting and pesticides' application season from three sites: Uruguay River and two minor affluents, Mezomo Dam and Salso Stream. For biomonitoring, the free-living nematode Caenorhabditis elegans was used, which were exposed for 24 h. We did not find any significant alteration in physicochemical parameters. In the pre- and post-pesticides' samples we observed a residual presence of three pesticides (tebuconazole, imazethapyr, and clomazone) and metals which levels were above the recommended (As, Hg, Fe, and Mn). Exposure to both pre- and post-pesticides' samples impaired C. elegans reproduction and post-pesticides samples reduced worms' survival rate and lifespan. PCA analysis indicated that the presence of metals and pesticides are important variables that impacted C. elegans biological endpoints. Our data demonstrates that Uruguay River and two affluents are contaminated independent whether before or after pesticides' application season. In addition, it reinforces the usefulness of biological indicators, since simple physicochemical analyses are not sufficient to attest water quality and ecological safety.}, language = {en} } @article{EbertMeyerLeffersetal.2016, author = {Ebert, Franziska and Meyer, S{\"o}ren and Leffers, Larissa and Raber, Georg and Francesconi, Kevin A. and Schwerdtle, Tanja}, title = {Toxicological characterisation of a thio-arsenosugar-glycerol in human cells}, series = {Journal of trace elements in medicine and biology}, volume = {38}, journal = {Journal of trace elements in medicine and biology}, publisher = {Springer Publishing Company}, address = {Jena}, issn = {0946-672X}, doi = {10.1016/j.jtemb.2016.04.013}, pages = {150 -- 156}, year = {2016}, abstract = {Arsenosugars are water-soluble arsenic species predominant in marine algae and other seafood including mussels and oysters. They typically occur at levels ranging from 2 to 50 mg arsenic/kg dry weight. Most of the arsenosugars contain arsenic as a dimethylarsinoyl group (Me2As(O)-), commonly referred to as the oxo forms, but thio analogues have also been identified in marine organisms and as metabolic products of oxo-arsenosugars. So far, no data regarding toxicity and toxicokinetics of thio-arsenosugars are available. This in vitro-based study indicates that thio-dimethylarsenosugar-glycerol exerts neither pronounced cytotoxicity nor genotoxicity even though this arsenical was bioavailable to human hepatic (HepG2) and urothelial (UROtsa) cells. Experiments with the Caco-2 intestinal barrier model mimicking human absorption indicate for the thio-arsenosugar-glycerol higher intestinal bioavailability as compared to the oxo-arsenosugars. Nevertheless, absorption estimates were much lower in comparison to other arsenicals including arsenite and arsenic-containing hydrocarbons. Arsenic speciation in cell lysates revealed that HepG2 cells are able to metabolise the thio-arsenosugar-glycerol to some extent to dimethylarsinic acid (DMA). These first in vitro data cannot fully exclude risks to human health related to the presence of thio-arsenosugars in food. (C) 2016 Elsevier GmbH. All rights reserved.}, language = {en} }