Bedeutung endogener und exogener Quellen reaktiver Sauerstoffspezies für die Entstehung des malignen Melanoms

Bedeutung endogener und exogener Quellen reaktiver Sauerstoffspezies für die Entstehung des malignen Melanoms Um zu überprüfen, ob reaktive Sauerstoffspezies (ROS) an der Entstehung des malignen Melanoms ursächlich beteiligt sind, wurde in dieser Arbeit der Einfluss von Mitochondrien als endogener und Licht als exogener ROS-Quelle untersucht.Nach Bestrahlung mit Licht (Halogenlampe 1000 W, 1125 kJ/m² zwischen 400-800 nm) reagierten M8,99-Melanomzellen sensitiver mit der Bildung oxidativer DNA-Basenmodifikationen als Hautfibroblasten des gleichen Melanompatienten. In einer anderen Melanomzelle (M2/02) war ein klarer Reparaturdefekt oxidativer DNA-Schäden zu beobachten. Bei viermaliger Bestrahlung mit Licht im Abstand von zwei Stunden (je 450 k/m²) nahm die Zahl induzierter oxidativer DNA-Modifikationen und Mikrokerne stetig zu. Durch Mehrfachbestrahlung mit Kantenfilter (? > 395 nm) konnte gezeigt werden, dass ein Teil der Mikrokerne im Bereich sichtbaren Lichts entsteht. Mitochondrien könnten als endogene Hauptquelle für ROS an der Entstehung oxidativer DNA-Modifikationen und des malignen Melanoms beteiligt sein. Die Abwesenheit der mitochondrialen Atmungskette bewirkte in dieser Arbeit eine nachhaltige Abnahme der intrazellulären ROS-Bildung bzw. ihre Stimulation durch mitochondriale Gifte eine starke Zunahme. Da in beiden Fällen kein Effekt auf die Zahl der oxidativen DNA-Modifikationen zu beobachten war, kann die mitochondriale ROS-Produktion nicht auf diesem Weg zur Melanom-Entstehung beitragen.

Relevance of endogenous and exogenous sources of reactive oxygen species to the development of malignant melanoma The objective of this thesis was to estimate the relevance of reactive oxygen species (ROS), generated either endogenously in mitochondria or exogenously by solar light, to the development of malignant melanoma. The induction of oxidative DNA base modifications by light (halogen lamp 1000 W, 1125 kJ/m² between 400 800 nm) was shown to be increased in melanoma cells compared to skin fibroblasts of the same patient. Melanoma cells from another patient were found to be repair-deficient for oxidative DNA modifications. Split dose irradiation (each 450 kJ/m²) of melanoma cells resulted in a repeated induction of both oxidative DNA lesions and micronuclei. Irradiation experiments with a cut-off filter indicated that wavelengths > 395 nm contributed to the micronuclei formation. As main endogenous source of ROS, mitochondria may play a role in the development of malignant melanoma. In this thesis, the deficiency of mitochondrial respiratory chain resulted in a decrease of ROS, whereas its stimulation provoked a strong increase. As the variation of mitochondrial ROS production did not influence the level of oxidative DNA modifications in the nucleus, mitochondria cannot contribute to the development of malignant melanoma via this mechanism.