Purpose: To investigate the effect of gemcitabine (dFdC), a promising radiosensitizing nucleoside analog, on the induction and repair of DNA double-strand breaks (dsbs) after ionizing radiation (RT) in a pancreatic tumor cell line.
Material and Methods: BxPC3 pancreatic tumor cells were treated using different concentrations of gemcitabine with and without subsequent irradiation. DNA dsbs were detected by constant-field gel electrophoresis under neutral conditions.
Results: With the addition of gemcitabine (0.5-1,000 7mol/l for 2 h prior to RT) to RT (0-75 Gy), a considerable and dose-dependent increase of remaining DNA damage after 24 h (5.4-fold for 0.5 7mol/l dFdC, 12.2-fold for 1,000 7mol/l dFdC at 25 Gy) was noted. Enhancement factors were inversely correlated with increasing X-ray dose (7.8-fold for 0.5 7mol/l at 1 Gy decreasing to 1.6-fold at 75 Gy). Conversely, the induction of DNA dsbs was not affected. Gemcitabine alone lead to a slight increase of initial DNA dsbs and only a modest elevation of residual DNA damage.
Conclusion: These findings strengthen the hypothesis of DNA repair inhibition as a major mechanism of radiosensitization by gemcitabine.
Ziel: Untersuchung des Effekts von Gemcitabin, einem viel versprechenden Nukleosidanalogon, auf die Induktion und die Reparatur von DNA-Doppelstranbrüchen (DSBs) nach ionisierender Strahlung (RT) an einer Pankreastumorzelllinie.
Material und Methodik: BxPC3-Pankreastumorzellen wurden mit verschiedenen Konzentrationen Gemcitabin und kombinierter Bestrahlung behandelt. Die Messung der DNA-DSBs wurde mit der Konstant-Feld-Gelelektrophorese unter neutralen Bedingungen durchgeführt.
Ergebnisse: Gemcitabin (0,5-1 000 7mol/l über 2 h vor Bestrahlung) und anschließende Bestrahlung ergaben einen deutlichen, dosisabhängigen Anstieg des DNA-Restschadens nach 24 h (5,4fach für 0,5 7mol/l dFdC, 12,2fach für 1 000 (mol/l dFdC und 25 Gy). Die berechneten Verstärkungsfaktoren zeigten eine inverse Korrelation für steigende Bestrahlungsdosen (7,8fach für 0,5 7mol/l dFdC bei 1 Gy abnehmend auf 1,6fach bei 75 Gy). Im Gegensatz dazu wurde die Induktion von DNA-DSBs nicht beeinflusst. Gemcitabin allein führte zu einem leichten Anstieg des initialen DNA-Schadens und zu einer sehr geringen Erhöhung des DNA-Restschadens nach 24 h.
Schlussfolgerung: Diese Ergebnisse stärken die Hypothese der DNA-Reparaturhemmung als einen der Hauptmechanismen der Radiosensibilisierung durch Gemcitabin.