Examensarbete i kemi, naturvetenskapliga fakulteten, Lunds universitet
HAMLET dödar cancerceller
Oskar Hallgren
För några år sedan upptäcktes ett protein från bröstmjölk som dödade cancerceller men inte friska
celler. Cellerna dog genom apoptos. Apoptos är en sorts programmerad celldöd som behövs för att
eliminera gamla eller oönskade celler utan att orsaka en immunologisk reaktion som kan leda till
vävnadsskador. Apopototiska celler får ett förändrat utseende genom att de krymper ihop och dess
innehåll packas ihop i små slutna blåser. Slutligen äts de upp av kroppens damsugarceller,
makrofager, som tar hand om skräp och mikroorganismer som inte skall finnas i kroppen.
Proteinet visade sig vara alfa-lactalbumin i en alternativ veckningform. Med detta menas att
proteinet hade en annan 3-dimensionell struktur än det naturligt förekommande. Det behövdes
dessutom en cofactor för att stabilsera proteinet. Cofactorn visade sig vara fettsyran C18:1. I den
bioaktiva formen har proteinet fått namnet HAMLET, för human alfa-lactalbumin made lethal to
tumor cells.
Min del i forskningen bestod i att försöka fastställa hur celler med olika känslighet påverkades av
HAMLET. Först tittade jag på hur snabbt cellernas DNA-produktionen minskade och sedan vad
som händer med den totala RNA-syntesen. Jag fann att DNA-produktionen minskade mycket
snabbt hos känsliga celler. Även den totala RNA syntesen minskade hos känsliga celler.
Minskningen både vad gäller DNA och RNA produktion var snabbast hos de celler som är
känsligast för HAMLET.
Jag undersökte sedan hur produktionen av specifika mRNA för två familjer av protein som man vet
är inblandade i det apoptotiska programmet: caspaser och bcl-2 familjen. Båda familjerna är viktiga
med avseende på regleringen av apoptos. Mina försök visade att mRNA för caspaser ökade i två
känsliga cell typer. Caspase mRNA ökade mest i cell-typen som var känsligast för HAMLET. Hos
den mindre känsliga cell-typen hade koncentrationen av mRNA för bfl-1, ett bcl2-protein, ökat
kraftigt. Bfl-1 är ett protein som har visat sig hindra det apoptotiska programmet och finns
överuttryckt i vissa sorter av tumör celler. I mina försök såg jag en skillnad mellan celler med olika
känslighet för HAMLET på såväl DNA som RNA nivå. Jag såg även en skillnad i produktionen av
mRNA för olika apoptos-relaterade protein. Målet med mina studier är att försöka förstå de
cellulära mekanismer som är inblandade i HAMLET inducerad apoptos och varför vissa celler är
känsligare än andra.
Cancer och dess botemedel är ett angeläget område, och det långsiktiga målet med detta projekt är
att så smånigom kunna behandla cancerpatienter med HAMLET eller delar av HAMLET.
I cellen är proteiner de molekyler som har hand om det mesta av arbetet. Information om hur
proteiner skall byggas upp finns lagrad i arvsmassan som består av DNA. När ett protein skall
syntetiseras läses informationen först över från DNA till en form av RNA sk. mRNA
Swedish official title: Kinetiska studier av HAMLET
Swedish credits: 20p
Supervisor: Prof. Catharina Svanborg, Avd för Mikrobiologi, Immunologi och Glykobiologi
Submission date/time: 2000-05-04
Examensarbete i kemi, naturvetenskapliga fakulteten, Lunds universitet
Kinetic studies of HAMLET induced apoptosis
Oskar Hallgren
Chemistry, Biochemistry
Spring 2000
Abstract in English
HAMLET, a folding variant of human alfa-lactalbumin, induces apoptosis in tumour cells but spares healthy cells. In
this study I examined the kinetics of HAMLET induced apoptosis with 3H Thymidine and 3H Uridine incorporation as
end points. 3H Thymidine and 3H Uridine incorporation was used as a measure of cell viability and RNA integrity.
Individual mRNA species known to be involved in the apoptotic process following HAMLET exposure were also
examined. Two tumor cell lines with different sensitivity to HAMLET and one non-transformed, resistant cell line were
used as a model system. A rapid reduction in incorporated 3H Thymidine was observed in both cell lines after
HAMLET exposure. Less sensitive cells required higher concentrations and longer exposure times in order to get the
same reduction in incorporated 3H Thymidine as more sensitive cells. The decrease in 3H Thymidine incorporation was
accompanied by a decrease in 3H Uridine incorporation. Although the overall RNA-transcription decreased in cells
exposed to HAMLET, specific apoptosis-related mRNA species were increased. An increase in caspase mRNAs was
observed in both cell types. There was a difference in caspase mRNA levels between cells with different sensitivity to
HAMLET. More sensitive cells showed higher levels of caspase mRNAs than less sensitive cells. In less sensitive cells
high levels of two protective bcl-2 family mRNAs was observed after HAMLET exposure: bfl-1 and mcl-1. The
involvement of apoptotic mediators activated by HAMLET have in this study been shown differ between cells with
different sensitivity to HAMLET.
Abstract in Swedish
Kinetiska studier av HAMLET
HAMLET, en alternativ veckningsform av humant alfa-lactalbumin, inducerar apoptos i cancerceller men inte i friska
celler. Syftet med den här studien var att undersöka kinetiken för HAMLET inducerad apoptos med hjälp av HAMLET,
en alternativ veckningsform av humant alfa-lactalbumin, inducerar apoptos i cancerceller men inte i friska celler. Syftet
med den här studien var att undersöka kinetiken för HAMLET inducerad apoptos med hjälp av 3H Thymidin och 3H
Uridin inkorporation. Dessa metoder användes för att mäta cellviabiliteten och RNA integriteten. Koncentrationen av
mRNA för proteiner som man vet är inblandade i det apoptotiska programmet undersöktes också. Två tumör cell linjer
med olika känslighet för HAMLET och en icke-transformerad resistent cell linje användes i studien. En snabb reduktion
av inkorporerat 3H Thymidin iaktogs i de två känsliga cell linjerna efter att de inkuberats med HAMLET. Mindre
känsliga celler behövde längre inkubationstid och högre koncentration för att ge samma reduktion av 3H Thymidin som
mer känsliga celler. Samtidigt som man kunde se en reduktion av inkorporerat 3H Thymidin så kunde man också se en
reduktion av inkorporerat 3H Uridin. Fastän den totala RNA-transkriptionen minskade hos celler som exponerats för
HAMLET så ökade mRNA för specifika apoptos relaterade proteiner. Koncentrationen av kaspas mRNA ökade i de två
känsliga cell linjerna. Den känsligare cell typen uppvisade högre koncentrationer av kaspas mRNA än de mindre
känsliga cellerna. I mindre känsliga celler iaktogs höga koncentrationer av mRNA för två stycken anti-apoptotiska bcl-2
familje-protein: bfl-1 och mcl-1. Inblandingen av apoptotiska mediatorer som aktiverats av HAMLET har i den den här
studien visat sig skilja sig mellan celler som är olika känsliga för HAMLET.3H Thymidin och 3H Uridin inkorporation.
Dessa metoder användes för att mäta cellviabiliteten och RNA integriteten. Koncentrationen av mRNA för proteiner
som man vet är inblandade i det apoptotiska programmet undersöktes också. Två tumör cell linjer med olika känslighet
för HAMLET och en icke-transformerad resistent cell linje användes i studien. En snabb reduktion av inkorporerat 3H
Thymidin iaktogs i de två känsliga cell linjerna efter att de inkuberats med HAMLET. Mindre känsliga celler behövde
längre inkubationstid och högre koncentration för att ge samma reduktion av 3H Thymidin som mer känsliga celler.
Samtidigt som man kunde se en reduktion av inkorporerat 3H Thymidin så kunde man också se en reduktion av
inkorporerat 3H Uridin. Fastän den totala RNA-transkriptionen minskade hos celler som exponerats för HAMLET så
ökade mRNA för specifika apoptos relaterade proteiner. Koncentrationen av kaspas mRNA ökade i de två känsliga cell
linjerna. Den känsligare cell typen uppvisade högre koncentrationer av kaspas mRNA än de mindre känsliga cellerna. I
mindre känsliga celler iaktogs höga koncentrationer av mRNA för två stycken anti-apoptotiska bcl-2 familje-protein:
bfl-1 och mcl-1. Inblandingen av apoptotiska mediatorer som aktiverats av HAMLET har i den den här studien visat sig
skilja sig mellan celler som är olika känsliga för HAMLET.
