Published March 2003 | Version v1
Journal article

Death inducing ligands in combination with ionizing radiation: objective and current knowledge

  • 1. Klinik fuer Radioonkologie, Univ. Tuebingen (Germany)

Description

Material and Method: For the development of new strategies the knowledge of molecular mechanisms of radiation induced cell death is essential. In the present article a novel biological strategy for optimisation of radiotherapy is introduced. Results: Distinct pathways mediate apoptosis in response to death receptor stimulation and ionizing radiation although an overlapping set of molecules is involved. TRAIL (TNFα-related apoptosis inducing ligand) is a type-II membrane protein belonging to the TNF family, which preferentially induces apoptotic cell death in a wide variety of tumor cells but not in normal cells. Based on the assumption of distinct signalling pathways, combination of TRAIL and ionizing radiation seems ideal to increase the therapeutic efficacy. Our study presents the rationale, own data, data of other groups as well as the current status of the latest findings regarding the function and physiological role of the TRAIL death ligand. Conclusions: Apoptosis resistance towards ionising radiation is not associated with a general apoptosis resistance. Death ligands, for example TRAIL trigger apoptosis even in cells not undergoing apoptosis in response to radiation. A combination of both modalities induces additive or synergistic effects in regard to apoptosis induction and eradication of clonogenic tumor cells. Thus, the combination of TRAIL with radiation proofs that novel treatment strategies may be developed on the basis of molecular or cell biological research. (orig.)

Abstract (German)

Material und Methode: In der vorliegenden Arbeit soll eine neuartige biologische Strategie zur Optimierung der Strahlenwirkung vorgestellt werden, die auf Basis molekularer Zelltodablaeufe entwickelt wurde. Ergebnisse: Die durch Todesliganden induzierte Apoptose weist einen distinkten Signaltransduktionsweg im Vergleich zur strahleninduzierten Apoptose auf. TRAIL (TNFα-related apoptosis inducing ligand), ein Mitglied der TNF-Todesligandfamilie, induziert Apoptose in Tumorzellinien, ohne nach heutigem Kenntnisstand in Normalgeweben toxisch zu sein. Aufgrund der getrennten Signalkaskaden ist eine Kombination von TRAIL mit ionisierender Strahlung sinnvoll. In der vorliegenden Arbeit werden die Rationale, eigene Daten sowie Ergebnisse anderer Gruppen vorgestellt und der Stand der wissenschaftlichen Erkenntnisse ueber TRAIL dargelegt. Schlussfolgerungen: Eine Apoptoseresistenz gegenueber ionisierender Strahlung ist nicht gleichbedeutend mit einer globalen Apoptoseresistenz. Zelltodliganden wie TRAIL induzieren Apoptose auch in Zellen mit gestoerter Apoptoseinduktion nach Bestrahlung. Eine Kombination beider Modalitaeten fuehrt zu additiven und teilweise synergistischen Effekten hinsichtlich der Apoptoseinduktion und der Eradikation klonaler Tumorzellen. Anhand der vorgestellten Kombination von TRAIL mit Bestrahlung wird deutlich, dass es moeglich ist, auf Basis molekular- oder zellbiologischer Untersuchungen voellig neue Strategien zur Optimierung der Strahlenwirkung zu entwickeln. (orig.)

Additional details

Additional titles

Original title (German)
Zelltodliganden in Kombination mit ionisierender Strahlung: Rationale und Kenntnisstand

Publishing Information

Journal Title
Strahlentherapie und Onkologie
Journal Volume
179
Journal Issue
3
Journal Page Range
p. 141-151
ISSN
0179-7158
CODEN
STONE4