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In vitro Charakterisierung von HIV–Oberflächenrezeptoren Nukleosidanaloga resistenter lymphoider Zelllinien und mit Ara-C behandelter parentaler T-lymphoider Zelllinien

  • Das humane Immundefizienz-Virus (HIV) benötigt für die Virus-Zellbindung spezifische Oberflächenrezeptoren auf den Wirtszellen (z. B. CD4, CXCR4, CCR5). Zurzeit basiert die Behandlung der chronisch persistierenden HIV-Erkrankung auf einer lebenslangen Chemotherapie (Highly Active Antiretroviral Therapy, ART) bestehend beispielsweise aus einer Kombination von 2 Nukleosidanaloga und einem Protease-Inhibitor, die das Virus nicht eradiziert, sondern nur in seiner Vermehrung hemmt. Dies birgt jedoch die Gefahr der Entwicklung von Resistenzen gegenüber der medikamentösen Therapie. Zusätzlich wird eine Veränderung der HIV-Rezeptorspezifität unter der Behandlung mit Antagonisten des HIV-Rezeptors CCR5 befürchtet. Cytarabin (Ara-C) ist ein Zytostatikum, das in der Therapie von Leukämien eingesetzt wird. Als Nukleosidanalogon gehört es strukturell zur selben Wirkstoffklasse wie die in der HIV-Therapie eingesetzten Nukleosidanaloga, jedoch sind bisher keine antiretroviralen Eigenschaften für Ara-C beschrieben worden. Die T-lymphoide Zelllinie C8166 ist permissiv für HIV. Die Adaptation von C8166-Zellen an das Wachstum in Gegenwart von Ara-C (Zellinie C8166rAra-C5μM) resultierte in einer signifikanten Verringerung der Oberflächenexpression der HIV-Rezeptoren CD4 und CXCR4 und zu einer verringerten Permissivität gegenüber HIV. In der vorliegenden Arbeit sollte untersucht werden, ob die Adaptation an Ara-C bei anderen T-lymphoiden Zelllinien ebenfalls zur Verringerung der Expression von CD4, und CXCR4 führt. Zusätzlich sollte untersucht werden, wie sich die Expression von CCR5 verhält. Es wurden die folgenden parentalen und an Ara-C adaptieten T-lymphoiden Zelllinien verwendet: H9, H9rAra-C600μM, MOLT4/8, MOLT4/8rAra-C100μM und MOLT4/8rAra-C200μM. Bei allen Ara-C resistenten Zelllinien kam es zu einer signifikant verringerten Expression von CD4 und CXCR4 auf mRNA und Proteinebene sowie zu einer signifikanten Erhöhung der CCR5-Expression. Im Gegensatz hierzu zeigten an AZT adaptierte H9-Zellen (H9rAZT3000μM) keine signifikante Veränderung in der Expression von CD4, CXCR4 oder CCR5 im Vergleich zu parentalen H9-Zellen. Die akute Behandlung der parentalen H9-Zellen mit niedrigen, untoxischen Ara-C Konzentrationen führte ebenfalls zu einem Anstieg der CCR5-Expression und zu einer Verminderung der CD4- und CXCR4-Expression. Zellzyklusmessungen ergaben, dass der Zellzyklus in mit untoxischen Ara-C-Konzentrationen behandelten H9-Zellen (Anstieg der Zellteilungsrate auf das 2-fache) und in allen an Ara-C adaptierten Zelllinien im Vergleich zu den unbehandelten bzw. parentalen Zellen stärker stimuliert war. Epigenetische Einflüsse könnten bei der veränderten Expression von CD4, CXCR4 und/oder CCR5 in Ara-C resistenten Zellen eine Rolle spielen. Dies erscheint jedoch unwahrscheinlich, da weder der DNA-Methylierungsinhibitor Aza-C noch der Histondeacetylase-Inhibitor SAHA die Expression von CD4, CXCR4 oder CCR5 beeinflussten. Weitere Untersuchungen müssen zeigen, ob eine Kombination von Ara-C, das zu einer Verringerung der CXCR4- und CD4-Expression und zu einer Erhöhung der CCR5-Expression führt, mit CCR5-Inhibitoren eine therapeutische Option darstellt. Möglicherweise wirkt die Verwendung von Ara-C auch einem CCR5/CXCR4-Shift entgegen.
  • For binding on target cells the human immundecieciency virus (HIV) is dependent on specific surface-receptors as CD4, CXCR4 and CCR5. Therapy of chronic HIV-infection today means livelong antiretroviral therapy (ART). For standard therapy various nucleosidic reverse transcriptase inhibitors (NRTI), non-nucleosidic reverse transcriptase inhibitors (NNRTI), protease inhibitors (PI) and other substances can be combined. A combination of two NRTIs or NNRTIs with one PI is the standard ART nowadays. ART inhibits viral replication and has no virucidal effect, so that viral resistance against ART can emerge. Moreover a change in the specifity of HIV receptors due to therapy with CCR5-receptor antagonists is feared. Arabinoside-cytosine (Ara-C) is a cytostatic substance, used in therapy of leucemia. Structurally Ara-C is similary to the nucleosidic-analogues, which are part of HIV-therapy. However antiretroviral activity of Ara-C has not been described yet. T-lymphoid cell-line C8166 is permissive for HIV. Adaptation of C8166 cells to proliferation in presence of Ara-C (cell-line C8166rAra-C5μM) has been shown to reduce expression of the HIV-receptors CD4 and CXCR4 significantly, and to reduce permission of HIV. Aim of this study was to show that adaptation to Ara-C leads to a reduced expression of CD4 and CXCR4 in other T-lymphoid cell-lines. Furthermore expression of CCR5 was investigated. The following parental and to Ara-C adaptated cell-lines were investigated: H9, H9rAra-C600μM, MOLT4/8, MOLT4/8rAra-C100μM und MOLT4/8rAra-C200μM. All Ara-C adapted cell-lines showed a significant decrease of CD4- and CXCR4-expression and to a significant increase of CCR5-expression. To AZT Zidovudine) adapted H9-cells (H9rAZT3000μM) showed no significant alteration of expression of CD4- CXCR4 or CCR5 compared with untreated parental H9-cells. Acute treatment of parental H9-cells with low and untoxic Ara-C-concentrations (1, 2 and 5 nM) resulted also in a significant decrease of CD4- and CXCR4-expression and in a significant increase in CCR5-expression. Measurement of cell-cyclus showed that the cell cyclus was stimulated in with Ara-C-treated and to Ara-C adapted cell-lines in comparison with untreated or parental cell-lines. Epigenetic influences could be responsible for the altered expression of CD4, CXCR4 and CCR5 in Ara-C-resistant cells. However Azacytidine (5-AzaC ) an inhibitor of DNA-methylization and Suberoyl anilide hydroxamic acid (SAHA) an inhibitor of Histondeacetylase did not alter the expression of CD4, CXCR4 or CCR5, suggesting that epigenetic influences did not play a role in the expression of the receptors. Futher studies are in need to show whether a combination of Ara-C, which leads to a reduction of CD4- and CXCR4-expression and to an increase of CCR5-expression with CCR5-inhibitors is a future therapeutic option. The benefit of such a combination may be the prevention of a CCR5/CXCR4 shift.

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Metadaten
Author:Salima Aarab
URN:urn:nbn:de:hebis:30-91294
Referee:Jindich Cinatl
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2011/02/11
Year of first Publication:2009
Publishing Institution:Universitätsbibliothek Johann Christian Senckenberg
Granting Institution:Johann Wolfgang Goethe-Universität
Date of final exam:2010/06/14
Release Date:2011/02/11
Note:
Diese Dissertation steht außerhalb der Universitätsbibliothek leider (aus urheberrechtlichen Gründen) nicht im Volltext zur Verfügung, die CD-ROM kann (auch über Fernleihe) bei der UB Frankfurt am Main ausgeliehen werden.
HeBIS-PPN:425067378
Institutes:Medizin / Medizin
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 61 Medizin und Gesundheit / 610 Medizin und Gesundheit
Sammlungen:Universitätspublikationen
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