Biochemische Untersuchungen zur Wirkung von Carnosin auf das Wachstum humaner Glioblastomzellen

Das Glioblastom ist mit 70 % aller Gliome der häufigste humane Hirntumor mit sehr ungünstiger Prognose. Es konnte gezeigt werden, dass das natürlich vorkommende Dipeptid Carnosin (β-Alanyl-L-histidin) die Proliferation von Glioblastomzellen inhibiert. Diese Wirkung des Carnosins konnte ebenfalls in vivo nachgewiesen werden. Da Carnosin auch einen Einfluss auf den ATP-Haushalt der Glioblastomzellen besitzt, war das Ziel dieser Arbeit einen Wirkungsort von Carnosin zu identifizieren, womit die ATP mindernden und proliferationshemmenden Eigenschaften erklärt werden können. Es wurde untersucht, ob Carnosin den Energiemetabolismus der Glioblastome beeinflusst. Dabei konnte mithilfe zellbiochemischer Methoden gezeigt werden, dass die untersuchten Zelllinien nicht von der Energieversorgung durch die mitochondriale oxidative Phosphorylierung abhängen, da sich weder Hemmung (KCN) noch Entkopplung (DNP) der Elektronentransportkette auf den zellulären ATP-Gehalt auswirkten. Carnosin hingegen verringerte den ATP-Spiegel dieser Zellen. Die Hemmung der Glykolyse durch Oxamat (LDH-Hemmung), bewirkte einen starken Abfall des intrazellulären ATP-Spiegels, worauf Carnosin keinen zusätzlichen Effekt mehr besaß. Carnosin konnte eine Wirkung auf die glykolytische ATP-Synthese zugesprochen werden. Da ein direkter, molekularer Wirkungsort auf diesem Weg nicht identifiziert werden konnte, wurde parallel untersucht, ob sich über Proteomanalysen der Glioblastomzelllinie T98G ein Wirkungsort, bzw. -mechanismus bestimmen lässt. Anhand der Methode der zweidimensionalen Gelelektrophorese (2D-GE) konnten 31 signifikant differenziell exprimierte Proteine detektiert werden, von denen 6 Proteine (VBP-1, OLA-1, TALDO 1, UROD, BAG-2, GRPEL1) über MALDI-TOF-Analysen identifiziert wurden. In Western-Blot-Analysen konnte ein Protein (VBP-1), neben T98G, auch in primären Glioblastomzelllinien als differenziell exprimiert nachgewiesen werden. Anhand der zellbiologischen und proteinbiochemischen Untersuchungen konnte einerseits eine Verbindung des Carnosins zum HIF1α-Signalweg und andererseits zur generellen posttranslationalen Peptidprozessierung hergestellt werden. Der direkte Nachweis eines Einflusses von Carnosin auf HIF1α wurde aber bisher nicht erbracht