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Einleitung: Bestrahltes Gewebe weist langfristige Änderungen seines biologischen Verhaltens auf, was sich unter anderem in gestörter Wundheilung, Funktionsverlust und Ausbildung neuer maligner Tumoren äußert. Eine genauere Kenntnis der Regulationsmechanismen dieser Veränderungen könnte zu einer verbesserten Behandlung führen. Wir untersuchten in einem Zellkulturmodell und in einem Tiermodell die Reaktion auf Bestrahlung.

Material und Methoden: Die Lungen von Ratten wurden mit Re188-Mikrosphären perfundiert und erhielten damit eine Dosis von etwa 2 bis 55 Gy. Adenokarzinomzellen der Lunge (A549) wurden mit 10 und 20 Gy einzeitig bestrahlt. Nach >2 Monaten wurden Zellproliferation (Zellzählung), Koloniebildungsfähigkeit und Migration (Scratch-Assay) untersucht. Proteinmengen und deren Phosphorylierung wurden mittels Western Blotting untersucht.

Ergebnisse: Bestrahlte Zellen wiesen eine verlangsamte Migration auf und zeigten eine verminderte Koloniebildungsfähigkeit sowie eine verminderte Proliferation. Weiterhin zeigte sich eine vermehrte Translokation von MAPK in den Zellkern sowie eine vermehrte Phosphorylierung von MAPK p42-p44 an Threonin 202 und Tyrosin 204, was eine gesteigerte Aktivität dieser Kinasen bedeutet. Im Tierversuch zeigt sich ebenfalls eine Zunahme der Phosphorylierung der genannten Phosphatreste nach Bestrahlung. Im Zellkulturmodell erfolgt gleichzeitig zur Zunahme der Aktivität von MAPK eine verminderte Phosphorylierung von nukleärem EGFR an den Tyrosinresten 84 und 1045 während die Phosphorylierung an den Tyrosinresten 992 und 1068 etwa gleich bleibt.

Schlussfolgerung: Nach Bestrahlung erfolgen lang anhaltende Veränderungen an Tumorzellen, die nahelegen, daß die Fähigkeit der Tumorzellen zur Proliferation, Invasion und Metastasierung abnimmt. Gleichzeitig erfolgt eine dauerhafte Aktivierung des MAPK-Signalweges sowie eine Inaktivierung von nukleärem EGFR. Diese Signalwege sind essentiell für die Regeneration, Proliferation und Differenzierung von Zellen. Die Ergebnisse dieser Studie legen nahe, dass die protrahierte Aktivierung von MAPK nach Bestrahlung unabhängig vom EGFR-Signalweg erfolgt und daß der Einfluß des MAPK-Signalweges auf die Zellproliferation durch Veränderungen in nachgeordneten Signalmolekülen blockiert wird.