Molecular mode of action and role of TP53 in the sensitivity to the novel epothilone sagopilone (ZK-EPO) in A549 non-small cell lung cancer cells

Sagopilone, an optimized fully synthetic epothilone, is a microtubule-stabilizing compound that has shown high in vitro and in vivo activity against a broad range of human tumor models. We analyzed the differential mechanism of action of sagopilone in non-small cell lung cancer cell lines in vitro. Sagopilone inhibited proliferation of non-small cell lung cancer cell lines at lower nanomolar concentration. The treatment with sagopilone caused strong disturbances of cellular cytoskeletal organization. Two concentration-dependent phenotypes were observed. At 2.5 nM sagopilone or 4 nM paclitaxel an aneuploid phenotype occur whereas a mitotic arrest phenotype was induced by 40 nM sagopilone or paclitaxel. Interestingly, treatment with 2.5 nM of sagopilone effectively inhibited cell proliferation, but - compared to high concentrations (40 nM) - only marginally induced apoptosis. Treatment with a high versus a low concentration of sagopilone or paclitaxel regulates a non-overlapping set of genes, indicating that both phenotypes substantially differ from each other. Genes involved in G2/M phase transition and the spindle assembly checkpoint, like Cyclin B1 and BUBR1 were upregulated by treatment with 40 nM sagopilone. Unexpectedly, also genes involved in DNA damage response were upregulated under that treatment. In contrast, treatment of A549 cells with a low concentration of sagopilone revealed an upregulation of direct transcriptional target genes of TP53, like CDKN1A, MDM2, GADD45A, FAS. Knockdown of TP53, which inhibited the transcriptional induction of TP53 target genes, led to a significant increase in apoptosis induction in A549 cells when treated with a low concentration of sagopilone. The results indicate that activation of TP53 and its downstream effectors like CDKN1A by low concentrations of sagopilone is responsible for the relative apoptosis resistance of A549 cells and might represent a mechanism of resistance to sagopilone

Einsatz der Impedanzspektroskopie in der Brennstoffzellenforschung

Da Brennstoffzellen eine umweltfreundliche Energiewandlung bei vergleichsweise sehr hohen Wirkungsgraden ermöglichen, gewinnen sie für zukünftige Energiekonversionssysteme zuneh¬mend an Bedeutung. Für mobile Anwendungen sind aufgrund ihrer niedrigen Betriebstemperatur insbesondere die Membranbrennstoffzellen (PEFC) geeignet. Jedoch wird ein wirtschaftlicher Einsatz von Brennstoffzellen erst möglich sein, wenn es gelingt, neben der Steigerung der Ener¬gie- und Leistungsdichte auch kostengünstige Herstellungsverfahren für die Zellkompo¬nenten, Brennstoffe und Elektrodenmaterialien (Katalysatoren) zu entwickeln. Zur Charakterisierung von Brennstoffzellen und Zellkomponenten wird eine ganze Reihe von verschiedenen Messverfahren eingesetzt. Neben ex-situ oberflächenanalytischen Charakterisie¬rungsmethoden wie Rasterelektronenmikroskopie (REM) und Energiedispersive Röntgenspekt¬roskopie (EDX), Porosimetrie, Röntgendiffraktometrie (XRD) Röntgenphotoelektronenspektro¬skopie (XPS) werden noch in-situ elektrochemische Charakterisierungsmethoden eingesetzt. Die einfachste und daher wohl die am häufigsten verwendete elektrochemische Charakterisie¬rungs¬methode ist die Aufnahme einer Strom-Spannungskennlinie (U-i Kennlinie), die durch elektro¬chemische, elektronische und ionische Leitfähigkeiten, sowie bei hohen Stromdichten zunehmend auch von Diffusionstermen bestimmt wird. Eine quantitative und qualitative Tren¬nung dieser Terme ist nicht nur von grundsätzlichem Interesse, sondern kann auch dazu beitra¬gen, die Elektroden-Membran-Elektroden-Einheiten (MEA) und Zelldesign gezielt zu verbessern. Die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) ist dafür besonders gut geeignet, da nach Auswertung der über einen weiten Frequenzbereich gemessenen Elektrodenimpedanz bzw. Zellimpedanz mit einem Elektrodenmodell (Ersatzschaltbild) diese Größen simultan und in einem großen Potenzialbereich bzw. Stromdichtebereich bestimmt werden können