Sensitivity of Human Tumor Cells to Retinoids or Combined Treatment with Retinoids and Ionizing Radiation is not Dependent on RAR-β2 Induction

Purpose:

The nuclear retinoic acid receptor beta 2 (RAR-β2) is supposed to be a prognostic marker of retinoid sensitivity in patients after retinoid treatment. Therefore, we investigated the role of RAR-β2 induction with respect to clonogenic survival of different human tumor cells under retinoid treatment alone or in combination with irradiation.

Material and Methods: The retinoid responsiveness of seven human tumor cell lines (HTB35, HTB43, SCC4, SCC9, MDA-MB231, HCT116, and CaSki) as well as one normal human skin fibroblast (HSF6) as control cells was analyzed by colony formation assay under retinoid and retinoid/radiation treatment. Basic mRNA levels of all retinoic acid receptors as well as the treatment-dependent modulation of mRNA and protein levels of RAR-β were analyzed by RT-PCR and Western blot analysis under the different treatment conditions.

Results: It could be shown that the clonogenic inactivation of tumor cells under retinoid treatment alone or in combination with irradiation was not correlated with the induction of RAR-β on mRNA and protein level, respectively. The control cells (HSF6), however, demonstrated an induction.

Conclusion: The responsiveness of human tumor cells to retinoid treatment alone and particularly to combined treatment with irradiation is not necessarily associated with an induction of RAR-β2 as it has been postulated so far. Thus, loss of RAR-β induction in tumors does not seem to be a good prognostic factor for successful retinoid/radiation therapy, since RAR-β-deficient tumors may also present strong retinoid responsiveness.

Ziel:

Es wird angenommen, dass der kernständige Retinsäurerezeptor beta 2 (RAR-β2) ein prognostischer Faktor für die Retinoidsensitivität bei Patienten nach Retinoidbehandlung ist. Deshalb untersuchten wir die Rolle der RAR-β2-Induktion in Bezug auf das klonogene Überleben verschiedener humaner Tumorzellen unter Retinoidbehandlung allein bzw. in Kombination mit Bestrahlung.

Material und Methodik: Die Retinoidsensitivität von sieben Tumorzelllinien (HTB35, HTB43, SCC4, SCC9, MDA-MB231, HCT116 und CaSki) sowie einem normalen humanen Fibroblastenstamm (HSF6) als Kontrollzellen wurde mittels Koloniebildungstests unter alleiniger Retinoid- und Retinoidbehandlung + Bestrahlung analysiert. Der basale mRNA-Gehalt aller Retinsäurerezeptoren sowie die behandlungsabhängige Modulation des mRNA- und Proteingehalts von RAR-β wurden mittels RT-PCR bzw. Westernblot unter den verschiedenen Behandlungsbedingungen untersucht.

Ergebnisse: Es konnte gezeigt werden, dass die klonogene Inaktivierung von Tumorzellen unter alleiniger Retinoidbehandlung (Abbildung 1) bzw. in Kombination mit Bestrahlung (Abbildung 2) nicht mit der Induktion von RAR-β auf mRNA- (Abbildung 3) bzw. Proteinniveau (Abbildung 4) korrelierte. Die Kontrollzellen (HSF6) zeigten aber eine solche Induktion.

Schlussfolgerung: Das Ansprechen von humanen Tumorzellen auf eine alleinige Retinoidbehandlung und vor allem auf die kombinierte Behandlung mit Bestrahlung ist nicht, wie bislang angenommen, notwendigerweise mit einer Induktion von RAR-β2 verbunden. Deshalb scheint der Verlust einer RAR-β-Induktion in Tumoren kein geeigneter prognostischer Faktor für eine erfolgreiche Retinoid-/Bestrahlungstherapie zu sein, da RAR-β-defiziente Tumoren auch eine starke Retinoidantwort zeigen können.