Fotokjemisk internalisering (PCI) som metode for aktivering av terapeutiske makromolekyler : evaluering av betydningen av autofagi for behandlingseffekt

Abstract

Kreft forventes å ramme hver tredje nordmann. Dagens kreftbehandlinger inkluderer hovedsakelig kirurgi, kjemoterapi og strålebehandling. Fotodynamisk terapi (PDT) er en relativ ny form for strålebehandling som utnytter fotosensitive forbindelsers (fotosensitisere) evne til å akkumulere seg i tumorvev. Lysaktivering av fotosensitisere medierer en irreversibel skade på tumorvevet ved dannelsen av reaktive oksygenforbindelser (ROS). Utvikling av terapeutiske makromolekyler de seneste årene er vist å ha et stort potensiale innen kreftbehandling. Disse legemidlene utøver i mange tilfeller sin funksjon intracellulært. Et felles problem for disse legemidlene er at de degraderes i lysosomer etter internalisering ved endocytose, og får dermed ikke ytet sitt maksimale potensiale. Fotokjemisk internalisering (PCI) er en ny metode som tar i bruk de samme mekanismene som PDT, men som i tillegg vil kunne effektivt levere makromolekyler fra endolysosomer til cytosolen hvor de kan utøve sin effekt. PCI er vist å potensiere effekten til mange makromolekyler både in vitro og in vivo [70]. For videreutvikling av PCI-teknologien er det viktig å forstå hvilke faktorer som påvirker balansen mellom frigjøringen av makromolekyler fra endocytiske vesikler og celledød. Autofagi er en proteindegraderingsvei som aktiveres ved næringsfattige- og stresstilstander i cellen som kan resultere både i celleoverlevelse og celledød. Dysfunksjon i autofagi er vist i mange sykdommer som neurodegradering og kreft. Enkelte behandlingsformer er å vist å indusere metabolsk stress og dermed aktivering av autofagi. Hvorvidt autofagimediert overlevelse burde være blokkert for å ytterligere promotere tumorcelledød er et aktuelt spørsmål. Oksidativt stress forårsaket av fotokjemisk behandling er vist å indusere autofagi [24]. Hensikten med denne oppgaven var derfor å studere betydningen av autofagi for behandlingseffekten etter fotokjemisk behandling. Det er vist at fotokjemisk behandling aktiverer proteinkinasene JNK og p38, hvorav aktivering av JNK fungerer som et overlevelsessignal mens p38-aktivering resulterer i celledød [77]. Dette er i samsvar med resultater i denne oppgaven da JNK inhibitoren SP600125 og p38 MAPK inhibitoren SB203580 viste en reversering av disse prosessene. Videre indikerer resultatene i denne oppgaven at JNK-mediert celledød ikke er autofagimediert. Resultatene for p38 viser ingen tilstrekkelig klar trend til å kunne trekke noen konklusjoner. Metodene som ble benyttet for å studere behandlingseffekten av fotokjemisk behandling var PDT og PCI med fotosensitiseren TPCS2a samt MTT-assay for viabilitetsmåling. Intracellulær lokaliseringen av TPCS2a ble studert med uorescensmikroskopi. Deteksjon av autofagimarkøren LC3II ble gjort ved SDS-PAGE, Western blotting og immunodeteksjon. Manipulering av cellulære prosesser ble gjort med inhibitorer.