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In der vorliegenden Arbeit sollte die Frage beantwortet werden, ob Dithranol nicht nur in einer murinen Keratinozytenzellinie, sondern auch in humanen Keratinozyten über reaktive Sauerstoffspezies zu einer NF-kappa-B-Aktivierung führt und ob diese Aktivierung zur Expression NF-kappa-B-regulierter Proteine in humanen Keratinozyten führt. Weiterhin sollte die Frage geklärt werden, ob die c-rel-Untereinheit von NF-kappa-B, als möglicher Induktor von Apoptose, für den therapeutischen Nutzen von Dithranol mitverantwortlich ist. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass Dithranol dosisabhängig zu einer Aktivierung des nukleären Transkriptionsfaktors Kappa in primären humanen Keratinozyten führt. Diese Aktivierung wird über reaktive Sauerstoffspezies vermittelt und kann durch verschiedene, nicht strukturverwandte Antioxidantien inhibiert werden. Weiterhin konnte keine verstärkte c-rel Anwesenheit in den bindenden NF-kappa-B-Komplexen nachgewiesen werden, so dass die Induktion von Apoptose in primären humanen Keratinozyten durch Dithranol nicht wahrscheinlich ist. Außerdem konnte eine gesteigerte Expression des NF-kappa-B-regulierten, proinflammatorischen Zytokins Interleukin-8 sowie eine gesteigerte Expression der NF-kappa-B-regulierten Moleküle ICAM-1 und iNOS sowie deren Inhibition durch Antioxidantien nachgewiesen werden. Zusammenfassend konnten wir in dieser Arbeit einen molekularen Wirkmechanismus eines in der dermatologischen Praxis verwendeten Lokaltherapeutikums dahingehend aufklären, dass es über die Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies zur Aktivierung eines nukleären Transkriptionsfaktors führt, der zahlreiche proinflammatorische Gene reguliert. Obwohl damit die, für die Wirksamkeit des Dithranols notwendige Entzündungsreaktion der Haut erklärt wird, könnte die gleichzeitige antiproliferative Wirkung von NF-kappa-B in Keratinozyten den Wrkungsmechanismus bei Psoriasis darstellen.
Neben dem zentralen Benzodiazepin-Rezeptor – einer Untereinheit des GABAA-Rezeptors – gibt es den peripheren Benzodiazepin-Rezeptor (PBR), der als Bestandteil der mitochondrialen Permeabilitäts-modulierenden Poren eine wichtige Rolle bei der Apoptose, Zellproliferation, Steroidsynthese, Immunmodulation, des Porphyrintransports, der Hämsynthese, des Anionentransports und der Regulation der Mitochondrienfunktion spielt. Es gibt zahlreiche endogene und exogene Liganden, welche die Aktivität des PBR modulieren können. Zu den exogenen PBR-Liganden zählen u.a. die Benzodiazepine, Isochinolin- und Pyridinoindol-Derivate, zu den endogenen der Diazepam-Bindungsinhibitor (DBI) und dessen Fragmente sowie Porphyrine und Cholesterin. Man findet den PBR im gesamten Organismus, insbesondere in steroidproduzierenden Geweben wie Nebennierenrinde und Ovarien sowie im Immunsystem, und seine Expression ist stark erhöht bei akutem Stress, bei Entzündungen sowie in Tumorzellen. Bei verschiedenen Karzinomtypen ist der PBR überexprimiert und sein Gehalt korreliert mit der Aggressivität, Progression und Metastasierung des Tumors, sowie einer schlechten Prognose. Untersuchungen mit verschiedenen Mammakarzinom-Zelllinien ergaben, dass zwischen der Proliferationsrate und der Konzentration des PBR ein Zusammenhang besteht und dass in rasch proliferierenden, hormonrezeptornegativen Zelllinien (z.B. BT-20) die Expression der PBR erheblich höher ist als in langsamer wachsenden, hormonrezeptorpositiven Zelllinien (z.B. MCF-7). Der DBI ist ein relativ kurzlebiges Polypeptid, bei dessen proteolytischem Abbau verschiedene biologisch aktive Fragmente entstehen. Ziel der Arbeit war es, den Einfluss von drei Fragmenten des endogenen PBR-Liganden DBI auf den Zellzyklus und die Proliferation der Estrogen- und Progesteronrezeptor-negativen BT20-Mammakarzinomzellen sowie der Estrogen- und Progesteronrezeptor-positiven MCF-7-Mammakarzinomzellen zu untersuchen. Bei den methodisch aufwändigen Experimenten ging es vor allem darum, die isolierten Zellen unter in vitro Bedingungen physiologisch intakt zu erhalten, um den Einfluss der DBI-Fragmente auf die Proliferationsrate unabhängig von störenden äußeren Faktoren untersuchen zu können. Nach Synchronisation der Zellpopulationen in der G0/1-Phase wurden die Zellen mit steigenden Konzentrationen der DBI-Fragmente über verschiedene Zeiträume inkubiert, anschließend wurde die Verteilung der Zellen in den verschiedenen Zyklusphasen durchflusszytometrisch bestimmt. Es konnte gezeigt werden, dass mit allen verwendeten Fragmenten des DBI eine Wachstumshemmung der Karzinomzellen eintrat, wobei anzunehmen ist, dass der Effekt durch die Bindung an den PBR zustande kam. Im Allgemeinen trat diese Wirkung unabhängig von der Hormonsensitivität der verwendeten Zellen auf. Lediglich bei den Zellen in der G2/M-Phase konnte ein Unterschied festgestellt werden, wobei es bei der hormonrezeptorpositiven Zelllinie zu einer Zunahme und bei den hormonrezeptornegativen Mammakarzinomzellen zu einer Abnahme kam. Es zeigte sich, dass zwischen der Wirkung der endogenen PBR-Liganden und der von exogenen Liganden – die in früheren Untersuchungen untersucht worden war - ein auffälliger Unterschied besteht. Unter der Inkubation mit steigenden Konzentrationen der exogenen Liganden kam es zu einem biphasischen Wirkungsverlauf; in sehr niedrigen Konzentrationen kam es zu einer verstärkten Proliferationsrate, während unter hohen Konzentrationen eine Hemmung der Proliferation beobachtet wurde. Möglicherweise ist dieser unerklärliche Effekt der synthetischen Substanzen bereits auf eine zytotoxische Konzentration zurückzuführen. Eine klinische Relevanz der vorliegenden Ergebnisse könnte sich aus dem bereits bei sehr niedrigen Konzentrationen auftretenden wachstumshemmenden Effekt der endogenen DBI-Fragmente auf Tumorzellen ableiten lassen. Als Optionen kämen entweder eine durch Pharmaka induzierte Stimulation der endogenen DBI-Freisetzung oder der Einsatz von länger wirksamen synthetischen Analoga des DBI in Frage. Alternativ könnte auch die Behandlung mit exogenen Liganden des PBR, z.B. mit Benzodiazepinen oder anderen geeigneten synthetischen Substanzen, als therapeutische Möglichkeit entwickelt werden. Allerdings dürfte der bisher beobachtete biphasische Effekt dieser Substanzgruppe, deren proliferationshemmende und apoptosefördernde Wirkung erst in höheren Dosierungen zum Tragen käme, ein erhebliches Problem darstellen. Als weitere therapeutische Möglichkeiten wurde die Nutzung von anti-inflammatorischen Eigenschaften von PBR-Liganden, ihr Einsatz als Chemosensitizer oder als photosensitivierende Agenzien genannt.
