Mutagensensitivität von Patienten mit Larynx- bzw. Oropharynxkarzinomen[1]

Zusammenfassung

Hintergrund: Die Genese von Plattenepithelkarzinomen des oberen Aerodigestivtraktes ist meist mit der übermäßigen Exposition gegenüber Tabakrauch und alkoholischen Getränken verbunden. Da diese jedoch nicht in allen Fällen ausschließliche Ursache für die Tumorgenese sein können, finden mögliche Einflüsse von Umweltstoffen und spezifische, genetisch determinierte mutagene Sensitivitäten zunehmende Beachtung. In der vorliegenden Arbeit sollte das genotoxische Potential von Phthalaten, ubiquitäre Weichmacher in Kunststoffen, Nitrosaminen und polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen auf laryngeales bzw. oropharyngeales Epithel und Lymphozyten von Larynx- bzw. Oropharynxkarzinompatienten (KP) untersucht werden. Methode: Die alkalische Version der Mikrogelelektrophorese (Comet assay) diente zur Darstellung von substanzinduzierten Strangbrüchen der DNA. Die Zellen konnten aus makroskopisch gesunden, supraglottischen Epithelien von frischen Laryngektomiepräparaten bzw. aus dem Oropharynx bei Oropharynxkarzinompatienten sowie Lymphozyten aus peripherem Blut aller Spender gewonnen werden. Bei den geprüften Substanzen handelte es sich um das Lösungsmittel Dimethylsulfoxid (DMSO) als Negativkontrolle, die Testsubstanzen Dibutylphthalat (DBP), Diisobutylphthalat (DiBP), N'nitrosodiethylamin (NDELA), Benz[a]pyren (BaP) und als Positivkontrolle das direkt alkylierende N'methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidin (MNNG). Um das Ausmaß der Schädigung zu quantifizieren, wurde der Olive Tail Moment (OTM) [1] eingesetzt. Ergebnisse: Für die Phthalate DBP und DiBP konnte erstmals eine Schädigung der DNA laryngealer Epithelien und peripherer Lymphozyten von KP nachgewiesen werden. Die Werte liegen höher als die von Schleimhautzellen des Oropharynx bzw. der unteren Nasenmuscheln bei gesunden Patienten, die in einer früheren Arbeit vorgestellt werden konnten [2] [3]. Die genotoxische Schädigung durch NDELA war stärker ausgeprägt als bei DBP und DiBP. Die Werte für BaP lagen hingegen niedriger als bei den Phthalaten. Zwischen den Werten für die DNA von Lymphozyten und Schleimhautzellen konnte kein signifikanter Unterschied für die untersuchten Substanzen dargestellt werden. Schlußfolgerung: Die genotoxische Empfindlichkeit von Patienten mit Larynx- bzw. Oropharynxkarzinom für Epithelien der betroffenen Organe und Lymphozyten der jeweiligen Spendergruppen ist nicht signifikant unterschiedlich. Da das genotoxische Potential von DBP und DiBP höher als bei tumorfreien Zellspendern einer vorausgegangenen Studie liegt [2] [3], kann eine besondere mutagene Suszeptibilität von KP gegenüber diesen Xenobiotika angenommen werden. Eine solche spezifische Empfindlichkeit scheint für NDELA und BaP nicht vorhanden zu sein.

Background: Carcinogenesis in the larynx and oropharynx is often associated with excessive exposure to tobacco smoke and alcohol. However, attention is increasingly being focused on genetically determined mutagen sensitivities and on the mutagenic impact of xenobiotics. The purpose of this study was to evaluate the genotoxicity of phthalates (plasticizers widely used in synthetic materials), as well as nitrosamines and polycyclic aromatic carbohydrates, on laryngeal and oropharyngeal epithelia and peripheral lymphocytes of patients with laryngeal and oropharyngeal carcinomas. Methods: The comet assay was used to detect induced DNA strand breaks. Macroscopically healthy supraglottic and oropharyngeal epithelia of patients with laryngeal and oropharyngeal tumors, respectively, and lymphocytes were investigated with dibutylphthalate (DBP), diisobutylphthalate (DiBP), N'nitrosodiethylamine (NDELA), and benzo[a]pyrene (BaP). The Olive Tail Moment (OTM) was used to quantify genotoxicity. Results: For the first time, the genotoxicity of DBP and DiBP was demonstrated in laryngeal and oropharyngeal epithelia, as well as in peripheral lymphocytes, of patients suffering from laryngeal and oropharyngeal carcinomas. OTM levels for NDELA were higher than for phthalates; levels for BaP were lower. Testing of lymphocytes and mucosa showed no significant differences among the various substances. Conclusions: Phthalates show a genotoxic impact on epithelia of tumor patients. OTM levels were higher than in nasal and oropharyngeal mucosa of healthy donors in results reported earlier. Thus, specific susceptibilities to these xenobiotics need to be discussed. No such effect was demonstrated for NDELA and BaP. In tumor patients, no significant differences could be shown in mutagenic sensitivities in mucosal cells and lymphocytes.

Schlüsselwörter:

Mutagene Sensitivität - Suszeptibilität - Larynxkarzinom - Oropharynxkarzinom - Phthalate - Xenobioti-ka - Mikrogelelektrophorese

Key words:

Comet assay - Mutagen sensitivity - Laryngeal carcinoma - Oropharyngeal carcinoma - Phthalate - Susceptibility - Xenobiotics

1 Herrn Prof. Dr. O. Kleinsasser zum 70. Geburtstag gewidmet.

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1 Herrn Prof. Dr. O. Kleinsasser zum 70. Geburtstag gewidmet.