Bisher wurde das Anästhetikum Etomidat in nicht-hypnotischer Konzentration als ein potentes adrenostatisch wirkendes Agens in der Therapie des Cushing-Syndroms erfolgreich eingesetzt. In letzter Zeit erwiesen sich die radioaktiv-markierten Analoga [11C]-Metomidat, [131I]-Iodmetomidat und [18F]-Fluoretomidat als vielversprechende neue Radiotracer in der adrenalen Bildgebung. Aufgrund der geringen Informationen über die Wirkungsmechanismen dieser Analoga und aufgrund der Hinweise ihres adrenostatischen Effekts jenseits der direkten Blockade der steroidogenen Enzymen in der Nebenniere evaluierten wir in dieser vorliegenden Arbeit die Wirkungen von Etomidat und dessen Derivaten – Metomidat, Iodmetomidat und Fluoretomidat - auf die adrenale Funktion in vitro. Hierbei wurden die steroidale Hormonsekretion, die Zellproliferation und die Expression der Schlüsselregulatoren der adrenalen Steroidogenese sowie der Proliferation in den adrenokortikalen NCI-h295 Tumorzellen untersucht. Als Ergebnis zeigten Etomidat, Metomidat, Iodmetomidat und Fluoretomidat eine signifikante dosisabhängige Blockade der adrenalen Hormonsekretion durch Inhibition der 11-beta-Hydroxylase, der Aldosteronsynthase und der P450scc-Aktivität. Die Hemmung der Steroidogenese war mit einer gesteigerten Proteinexpression von StAR, P450scc und P450c17, jedoch nicht einer erhöhten Konzentration der jeweiligen mRNA assoziiert. Im Vergleich zu den Kontrollen wiesen die vorbehandelten Zellen keine vermehrte Promotoraktivität des MC2R oder von P450scc auf. Ferner konnte die zunehmende Proteinexpression durch Cycloheximid aufgehoben werden. Diese Beobachtung indiziert, dass die gesteigerte Proteinexpression posttranskriptionalen Mechanismen unterliegt. Des Weiteren zeigten alle Komponenten eine dosisabhängige antiproliferative Wirkung, die parallel mit einer verminderten Expression des Proliferationsmarker PCNA und mit einer Abnahme des phosphorylierten ERK [pERK] einherging. Zusammenfassend weisen Etomidat und dessen Imidazol-Analoga pleiotrope Effekte auf die adrenale Funktion in vitro auf: die Inhibition der Steroidogenese hat eine gesteigerte Expression der steroidogenen Schlüsselenzyme und eine verminderte Proliferation zur Folge. Diese Veränderungen können als Anpassungsvorgänge zum Erhalt der Steroidogenese auf Kosten der adrenalen Proliferation interpretiert werden. / Low dose nonhypnotic etomidate has been used successfully to control hypercortisolism in adrenal disease. Recently, attention has been focused on radiolabeled etomidate and its derivatives as radiotracers for adrenal imaging. As there is little known about their action in the adrenal gland, we studied the effect of etomidate (ETO) and its derivatives metomidate (MTO), iodometomidate (IMTO) and fluoroethyletomidate (FETO) on adrenal function in vitro. Effects on steroid hormone secretion, cell proliferation and expression of key regulators of adrenal steroidogenesis in adrenocortical NCI-H295 tumor cells were determined. ETO, IMTO, FETO and MTO potently blocked adrenal steroid secretion in a dose dependent manner with evidence of inhibition of 11-beta-hydroxylase, aldosterone synthase and side chain cleavage enzyme (P450scc). Inhibition of steroidogenesis led to increased expression of StAR, P450scc and P450c17 protein levels without increasing the mRNA-Levels. Furthermore NCI-H295 treated cells did not show a increase of the promoter activity of MC2R and P450scc in comparison to the control cells. The increased expression of the protein levels could be reduced by adding Cycloheximid. This observation indicated that the increased protein expression is subject to post-transcriptional mechanisms. In addition, all agents exhibit a dose dependent antiproliferative activity paralled by a dose dependent decrease in the expression of the proliferation marker PCNA and with a decrease in phosphorylated ERK [pERK]. In summary, etomidate and its imidazole analogues showed pleiotropic effects on adrenal function in vitro: inhibition of steroidogenesis was accompanied with an increased expression of steroidogenic enzymes and a decreased proliferation. These findings indicate compensatory intraadrenal adaptions for obtaining adrenal steroidogenesis at the expense of proliferation.

Tyrosinkinaseinhibitoren nehmen in der modernen Onkologie einen wachsenden Stellenwert ein. Sunitinib wirkt als Multityrosinkinaseinhibitor einerseits antiangiogenetisch, andererseits auch direkt antiproliferativ auf Tumorzellen. Im Tierversuch sind unter Sunitinib adrenotoxische Wirkungen beschrieben. Für das Nebennierenkarzinom, eine sehr seltene Tumorerkrankung mit schlechter Prognose, werden dringend neue Therapieoptionen benötigt. In dieser Arbeit wurde der Effekt von Sunitinib auf die Proliferation von Nebennierenkarzinomzellen in vitro und auf deren Steroidbiosynthese untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass Sunitinib dosisabhängig auf die beiden Nebennierenkarzinomzelllinien NCI-h295(R) und SW-13 antiproliferativ wirkt (SW-13: unter 0,1 µM Sunitinib 96 ± 7 %; 1 µM 90 ± 9 %*; 5 µM 62 ± 6 %*, Kontrollen 100 ± 9 %, ab 1 µM p<0,05). Steroidanalysen in den Zellkulturüberständen von NCI-h295-Zellen mittels Isotopenverdünnungs-/Gaschromatographie-Massenspektrometrie belegen eine Abnahme der Cortisolsekretion (1 μM 90,1 ± 1,5 %*, 5 μM 57,2 ± 0,3 %*, Kontrollen 100 ± 2,4 %), während bestimmte Vorläuferhormone akkumulieren. Der beobachtete Anstieg der Quotienten von 17-OH-Pregnenolon zu 17-OH-Progesteron und DHEA zu Androstendion belegt eine partielle Hemmung der Steroidsynthese auf Ebene der 3ß-Hydroxysteroiddehydrogenase (HSD3B2). Nachdem eine direkte Hemmung des Enzyms HSD3B2 mittels Hefe-Mikrosomen-Assay ausgeschlossen werden konnte, bestätigte sich auf RNA- mittels Real-Time-PCR und Proteinebene mittels Western Blot eine dosisabhängige Hemmung der Transkription und Translation des Enzyms (mRNA: 1 μM 47 ± 7 %*; 5 μM 33 ± 7 %*; 10 μM 27 ± 6 %*; Protein: 1 μM 82 ± 8 %; 5 μM 63 ± 8 %*; 10 μM 55 ± 9 %*). Auch für CYP11B1 zeigte sich eine dosisabhängige Transkriptionshemmung durch Sunitinib, andere Enzyme wie CYP11A1 dagegen werden nicht beeinflusst. Wenn sich diese in vitro Effekte bei Patienten unter Sunitinib-Therapie bestätigen sollten, könnte es bei einzelnen Patienten zu einer klinisch relevanten Nebenniereninsuffizienz kommen. Eine eindeutige Wirksamkeit von Sunitinib als Therapieoption beim Nebennierenkarzinom konnte im Rahmen der SIRAC-Studie nicht bestätigt werden. Hier ist jedoch anzumerken, dass wahrscheinlich eine gravierende Medikamenteninteraktion mit Mitotane zu einer Reduktion des Effekts von Sunitinib beigetragen hat. / Tyrosine kinase inhibitors are commonly used in modern oncology. Sunitinib as a multi tyrosine kinase inhibitor has antiangiogenetic but also direct anti-tumor activity. Animal experiments pointed to an adrenotoxic effect of sunitinib. New therapies are urgently needed in treatment of advanced adrenocortical cancer. Therefore the effect of sunitinib on proliferation and steroidogenesis was examined in this work. Sunitinib reduced dose-dependently cell viability of both NCI-H295 and SW13 cells (SW13: 0.1 μM 96 ± 7%, 1 μM 90 ± 9%*, 5 μM 62 ± 6%*, controls 100 ± 9%; *p < 0.05). To determine sunitinib effects on steroidogenesis, we measured steroid hormones in cell culture supernatant by gas chromatography-mass spectrometry. We observed a pronounced decrease of cortisol secretion (1 μM 90.1 ± 1.5%*, 5 μM 57.2 ± 0.3%*, controls 100 ± 2.4%) and a concomitant increase in the 17-hydroxypregnenolone/17-hydroxyprogesterone and DHEA/4-androstenedione ratios, indicating specific inhibition of 3β-hydroxysteroid dehydrogenase (HSD3B2). In yeast microsome assay, no direct inhibition of HSD3B2 by sunitinib was detected. Sunitinib induced down-regulation of HSD3B2 mRNA and protein in NCI-H295 cells (mRNA: 1 μM 47 ± 7%*; 5 μM 33 ± 7%*; 10 μM 27 ± 6%*; protein: 1 μM 82 ± 8%; 5 μM 63 ± 8%*; 10 μM 55 ± 9%*). CYP11B1 was down-regulated at mRNA but not at protein level while CYP11A1 remained unchanged. If these in vitro effects prove true in vivo, it seems possible that several patients with sunitinib therapy may suffer from clinical relevant adrenal insufficiency as adverse effect. The SIRAC study could not confirm a definitely efficacy of sunitinib in adrenocortical cancer, probably due to a relevant drug interaction between mitotane and sunitinib.

Die vorliegende Arbeit untersucht die Steroidogenese und die Expression Leydig-Zellspezifischer Gene in Kulturen postnataler fetaler Leydig-Zellen (PFLC). Die Stimulation von PFLC mit hCG und (Bu)2cAMP bewirkt eine Steigerung der Testosteronproduktion in vitro. Es wurde eine zeitabhängige Abschwächung der Testosteronproduktion durch (Bu)2cAMPstimulierte PFLC beobachtet. Diese war begleitet von einer Akkumulation von Progesteron im Kulturmedium und einer Suppression der Expression von P450c17 auf dem translatorischen Level. Während der Kultivierung verloren PFLC ihre Fähigkeit der Expression Leydig-Zell-spezifischer Gene (z.B. 3βHSD, P450c17, Insl3). Dieses Phänomen konnte durch Stimulation mit (Bu)2cAMP rückgängig gemacht werden. Außerdem zeigte sich, dass PDGFα allein und in Kombination mit (Bu)2cAMP signifikant die Proliferation der PFLC in vitro stimulierte. Die vorliegende Arbeit deutet darauf hin, dass cAMP-aktivierte Signalkaskaden eine wichtige Rolle in der Regulation von Differenzierung und Funktion von PFLC spielen.

Die vorliegende Arbeit untersucht die Steroidogenese und die Expression Leydig-Zellspezifischer Gene in Kulturen postnataler fetaler Leydig-Zellen (PFLC). Die Stimulation von PFLC mit hCG und (Bu)2cAMP bewirkt eine Steigerung der Testosteronproduktion in vitro. Es wurde eine zeitabhängige Abschwächung der Testosteronproduktion durch (Bu)2cAMPstimulierte PFLC beobachtet. Diese war begleitet von einer Akkumulation von Progesteron im Kulturmedium und einer Suppression der Expression von P450c17 auf dem translatorischen Level. Während der Kultivierung verloren PFLC ihre Fähigkeit der Expression Leydig-Zell-spezifischer Gene (z.B. 3βHSD, P450c17, Insl3). Dieses Phänomen konnte durch Stimulation mit (Bu)2cAMP rückgängig gemacht werden. Außerdem zeigte sich, dass PDGFα allein und in Kombination mit (Bu)2cAMP signifikant die Proliferation der PFLC in vitro stimulierte. Die vorliegende Arbeit deutet darauf hin, dass cAMP-aktivierte Signalkaskaden eine wichtige Rolle in der Regulation von Differenzierung und Funktion von PFLC spielen.