p53: Biology and Role for Cellular Radiosensitivity

Purpose:

p53 is the most commonly mutated gene in human tumors with large impact on cellular biology and response to radiation. Many excellent reviews are available on various aspects but for several years none about the role of p53 for radiosensitivity. The latter is the aim of the present paper.

Methods: Review of the literature.

Results: p53 is a regulator of apoptosis mainly in hematopoetic tissue. In normal tissue and solid tumors presumably other functions have more impact on the cellular response. p53 controls cell-cycle progression after irradiation and also DNA-repair, namely homologous and non-homologous recombination. Mutations of p53 alter these functions which may be responsible for an enhanced cellular and tumor radioresistance. At present only few reports were able to show that under tightly controlled conditions loss of p53 wild-type function leads to enhanced radioresistance. A general proof is still lacking.

Conclusion: The emerging picture in the year 2000 shows p53 as a central protein in a multi-enzyme multi-function network which is far from being fully understood. Although p53 appears to be a major regulator it is certainly not the unreplacable component the loss of which uniformly determines radioresistance. Only further understanding of modifiers and cooperators in the cell and in the specific tissue context will elucidate p53's role for radiosensitivity and radiotherapy.

Hintergrund:

p53 ist das am häufigsten mutierte Gen in menschlichen Tumoren mit großem Einfluss auf die zelluläre Biologie und Strahlenantwort. Viele ausgezeichnete Übersichten sind verfügbar, aber seit Jahren keine, die die Rolle von p53 für die Strahlenempfindlichkeit beleuchtet. Dies ist das Ziel der vorliegenden Arbeit.

Methode: Literaturübersicht.

Ergebnis: p53 ist ein Regulator der Apoptose im hämatopoetischen Geweben. Im übrigen Normalgewebe und in soliden Tumoren haben andere Funktionen größere Bedeutung für die Zellantwort. Nach Bestrahlung reguliert p53 den Zellzyklus und ebenso die DNA-Reparatur, insbesondere die homologe und nichthomologe Rekombination. p53-Mutationen verändern diese Funktionen, was dann für eine erhöhte Strahlenresistenz von Zellen und Tumoren verantwortlich sein kann. Bisher konnten nur wenige Arbeiten zeigen, dass unter genau kontrollierten Bedingungen der Verlust der Wild-Typ-Funktion von p53 zu einer erhöhten Strahlenresistenz führt. Ein allgemein gültiger Beweis steht noch aus.

Schlussfolgerung: p53 zeigt sich im Jahre 2000 als ein zentrales Protein in einem Multienzym-Multifunktions-Netzwerk, das bei weitem noch nicht völlig aufgeklärt ist. Obwohl p53 ein Hauptregulator zu sein scheint, ist es sicherlich nicht ein unentbehrlicher Baustein, dessen Verlust in jedem Fall zur Strahlenresistenz führt. Nur weiteres Verständnis von Modifikatoren und Kofaktoren im Zell- und Gewebekontext wird die Rolle von p53 für die Strahlenempfindlichkeit und damit auch für die Strahlentherapie aufklären.