Einfluss von Psoralen und UVA (PUVA) auf den Zellteilungszyklus von humanen Keratinozyten

Für den antiproliferativen Effekt der Kombinationstherapie aus
UVA-Strahlung mit dem Furocoumarin Psoralen (PUVA) wird die
Ausbildung von Doppelstrangvernetzungen (Interstrand Cross Links,
ICL) verantwortlich gemacht. Unklar war, ob der PUVA-induzierte
Zellzyklusarrest durch Doppelstrangvernetzungen, die die
Replikationsgabeln mechanisch behindern, oder durch die Aktivierung
von Zellzykluscheckpoints ausgelöst wird. Zellzykluscheckpoints
garantieren die Stabilität des Genoms, indem sie die
Zellzyklusprogression soweit verlangsamen oder anhalten, dass die
Replikation von aufgetretenen DNA-Schäden oder Fehlverteilungen von
Chromosomen verhindert werden kann. Die vorliegende Arbeit zeigt,
dass HaCaT-Keratinozyten durch PUVA-Exposition mit
S-Phase-DNA-Gehalt arretiert werden. Zellen, die die
DNA-Replikation bereits abgeschlossen hatten, waren von der
PUVA-Exposition unbeeinträchtigt und durchliefen die Mitose.
Zellen, die während der G1-Phase PUVA exponiert worden waren,
durchquerten die G1-Phase und arretierten erst in der frühen
S-Phase. PUVA induzierte eine schnelle Phosphorylierung der
Chk1-Checkpointkinase an Serin 345, die mit einer Abnahme von
Cdc25A einherging. Die Chk1-Phosphorylierung, die Abnahme von
Cdc25A und der S-Phase-Arrest konnten durch Koffein aufgehoben
werden. Dies lieferte den Beweis, dass die Aktivierung von
Checkpointsignalkaskaden und nicht eine passive, mechanische
Blockierung durch DNA-Doppelstrang-vernetzungen für den
PUVA-induzierten Replikationsarrest verantwortlich ist. Die
Überexpression von Cdc25A konnte den S-Phase-Arrest nur zum Teil
aufheben, woraus sich folgern lässt, dass die Aktivierung von
zusätzlichen Signalwegen an der Ausbildung des PUVA-induzierten
S-Phase-Arrests beteiligt ist.