RT Dissertation/Thesis
T1 Untersuchungen des Einflusses von Chemotherapie auf Tumor-assoziierte Fibroblasten bei Karzinomen der Lunge und Brust in vivo und in verschiedenen ex vivo Modellen
A1 Sonnenberg,Maike
WP 2009/09/16
AB Die Umgebung genetisch alterierter epithelialer Tumorzellen spielt eine zentrale Rolle im Wachstum und Überleben der Tumore. Für einen Therapieerfolg ist somit nicht nur die Sensitivität der malignen Tumorzellen, sondern auch die Reaktion der Stromazellen wichtig. In dieser Arbeit sollte geklärt werden, ob und wie die Tumor-assoziierten Fibroblasten (TAFs) im Tumorstroma auf Chemotherapie reagieren.
So konnte anhand von neoadjuvant behandelten Mammakarzinomen vor und nach Chemotherapie die Reaktion der TAFs auf Chemotherapie in vivo bewertet werden. Es wurde in dieser Arbeit erstmals nachgewiesen, dass es in Fällen mit einem hohen Aktivitätsgrad der TAFs vor der Therapie zu einem deutlichen Aktivitätsverlust nach Therapie kommt. Das Ansprechen der TAFs auf Chemotherapie ist unabhängig von der Reaktion der Tumorzellen.
Mit dieser in vivo Untersuchung konnte nicht geklärt werden, ob das Tumorstroma ein direktes oder indirektes Ziel der Chemotherapie ist. Daher wurden in dieser Arbeit verschiedene ex vivo Kultursysteme entwickelt, die es ermöglichen, die direkte Reaktion des Tumorstromas auf die Therapie zu beobachten.
Zum einen wurden primäre TAFs aus frischem Gewebe von Mamma- und Bronchialkarzinomen isoliert und in Einzelzellkultur die Sensitivität gegenüber Chemotherapeutika getestet. Zum anderen wurde ein Gewebekultursystem etabliert, um das direkte Therapieansprechen der TAFs und der Tumorzellen in ihrer natürlichen Gewebeumgebung zu untersuchen.
Die Chemosensitivität der primären isolierten TAFs gegenüber Cisplatin und Taxol wurde bestimmt und mit etablierten Tumorzelllinien verglichen. Die TAFs zeigten sich gegenüber Taxol sehr resistent, während sie auf Cisplatin heterogen reagierten. Auch die Entität spielt bei der Sensitivität gegenüber Chemotherapeutika eine große Rolle. Die primären, isolierten TAFs aus Mammakarzinomen waren im Vergleich zu den etablierten Tumorzelllinien relativ resistent gegenüber Cisplatin, während die TAFs aus den Bronchialkarzinomen sich gegenüber der Behandlung genauso heterogen zeigten, wie die etablierten Tumorzelllinien.
Eine mögliche Erklärung für dieses heterogene Ansprechen gegenüber Cisplatin können somatische Mutationen oder Polymorphismen innerhalb von DNA-Schadensreparatur-Genen sein. Es konnte in 28 untersuchten TAFs aus Bronchialkarzinomen keine somatische p53-Mutation detektiert werden, somit konnte ein Zusammenhang mit dem heterogenen Ansprechen gegenüber Cisplatin ausgeschlossen werden. Des Weiteren wurden die Polymorphismen p53-Arg72Pro, ERCC1-Asn118Asn und Mdm2-T/G309 untersucht. Es wurde dabei ein nicht-signifikanter Zusammenhang zwischen der Chemosensitivität der TAFs aus Bronchialkarzinomen und dem p53-Arg72Pro Polymorphismus gefunden, während die ERCC1-Asn118Asn und Mdm2-T/G309 Polymorphismen keine Rolle zu spielen scheinen.
Die Chemosensitivität der TAFs wurde innerhalb ihrer natürlichen Umgebung anhand von Frischgewebeschnitten aus Mamma- und Bronchialkarzinomen untersucht. Die Viabilität der Schnitte wurde über vier Tage Kultivierung sichergestellt und es konnte keine Veränderung der Morphologie des Gewebes während dieser Zeit beobachtet werden. Um die Wirkungen der verwendeten zytotoxischen Substanzen auf die einzelnen Zelltypen innerhalb der Frischgewebeschnitte untersuchen zu können, wurden proliferierende und tote Zellen im Tumor- und Stromabereich immunhistochemisch nachgewiesen und quantifiziert.
Die Frischgewebeschnitte der Mammakarzinome zeigten nach Taxol-Behandlung bei der Hälfte der Fälle einen Rückgang der Proliferation und einen Anstieg der Anzahl toter Zellen in beiden Zellkompartimenten. Die Frischgewebeschnitte aus Bronchialkarzinomen zeigten in neun von 16 Fällen einen Rückgang der proliferierenden Tumorzellen nach Cisplatin-Behandlung. Da das Tumorstroma hier kaum proliferierte, konnte auch kein Ansprechen auf die Behandlung erwartet werden. In den Fällen, die auf die Cisplatin-Behandlung mit Zelltod reagierten, wurde der Anstieg des Zelltods in beiden Zellkompartimenten detektiert.
Zusammenfassend wurde in dieser Arbeit erstmals gezeigt, dass nicht nur die epithelialen Tumorzellen, sondern auch die TAFs ein wichtiges Ziel der Chemotherapie sind. Die Reaktion der TAFs auf die Chemotherapie ist in unterschiedlichen Entitäten, aber auch innerhalb einer Entität sehr heterogen. Zum einen spielt die Umgebung eine große Rolle beim Ansprechen des Tumorstromas und zum anderen kann davon ausgegangen werden, dass auch der Genotyp Einfluss auf die Reaktion der TAFs gegenüber Chemotherapie nimmt. Die Beobachtung, dass im nativen Tumorgewebe die Tumorzellen parallel mit den TAFs reagieren, lässt die Vermutung zu, dass beide Zelltypen für das Überleben des Tumors wichtig sind und eine Hemmung eines der Kompartimente zur Sensitivierung des anderen führen könnte.
K1 Krebs <Medizin>
K1 Chemotherapie
K1 primäre Zellen
PP Hohenheim
PB Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
UL http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2009/373