Untersuchungen des Einflusses von Inhibitoren der Angiogenese und ionisierender Bestrahlung auf das Wachstumsverhalten solider Tumoren in vivo
Lade...
Datum
Autor:innen
Betreuer/Gutachter
Weitere Beteiligte
Beteiligte Institutionen
Herausgeber
Zeitschriftentitel
ISSN der Zeitschrift
Bandtitel
Verlag
Lizenz
Zitierlink
Zusammenfassung
Angiogenese, die Bildung neuer Blutgefäße aus bereits existierenden Gefäßen, stellt die Voraussetzung für das Wachstum und die Metastasierung solider Tumoren dar. Aufgrund der komplexen Gegebenheiten bei der Blutgefäßbildung erscheint es nahe liegend, dass durch eine antiangiogene Therapie, die gleichzeitig an verschiedenen Stellen der angiogenen Signalketten angreift, die therapeutische Effizienz gesteigert werden kann. Die Erkenntnis, dass eine Bestrahlung selbst zu einer Intensivierung angiogener Folgereaktionen und damit zur Strahlenresistenz beitragen kann, begründet gleichermaßen die Hoffnung, dass durch Unterbrechung dieser Mechanismen die Radioresistenz von Tumoren verringert werden könnte. Unter Berücksichtigung dieser Aspekte wurden im Rahmen dieser Arbeit die Einflüsse von drei verschiedenen kombinierten Behandlungskonzepten mit Angiogenese-Inhibitoren (AI) auf das Wachstumsverhalten von soliden Tumoren an zwei subkutanen (ektopen) humanen Xenograft-Tumormodellen auf Nacktmäusen untersucht. Die Tumorzellen wurden nach in-vitro-Anzüchtung als Suspension subkutan am linken Oberschenkel der Tiere verabreicht. Tumortragende Tiere wurden randomisiert den Versuchsgruppen zugeteilt. Mit der Behandlung wurde bei gemessenen Tumorvolumina von 75 - 200 mm³ begonnen. Endostatin wurde 14 Tage lang, alle weiteren Substanzen jeweils bis zum Ende der Beobachtungen subkutan verabreicht. Die Tiere der Kontrollgruppen wurden entsprechend mit den Trägerlösungen, jeweils ohne Wirkstoff, behandelt. Die Bestrahlung der Tiere der Bestrahlungsgruppen erfolgte lokal mit einer 60Cobalt-Strahlenquelle (Siemens Gammatron S). Zur Berechnung der Tumorvolumina wurden Länge, Breite und Höhe der Tumoren gemessen. Ergänzend zur Messung der Tumorgrößen wurden aus jeder Gruppe Tumorgewebe im jeweiligen Versuchszeitraum histologisch bzw. immunhistochemisch untersucht. Zunächst wurde der Einfluss der kombinierten Behandlung mit Endostatin, einem direkten AI, und einem selektiven VEGFR2-Inhibitor (SU5416), einem sogenannten indirekten AI, am PC3-Prostatakarzinom-Xenograft untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass die bimodale Therapie verglichen mit den jeweils einzeln eingesetzten Substanzen zu einer deutlichen verstärkten Hemmung des Tumorwachstums bis hin zur dauerhaften Rückbildung führte. Bei der histologischen Untersuchung waren bereits zu einem frühen Zeitpunkt (Tag 10 der Behandlungen) starke Veränderungen bei den Tumorgeweben der Behandlungsgruppen ersichtlich. Die Ergebnisse berechtigen zu der Annahme, dass die therapeutische Effizienz einer Behandlung mit der bereits als Monotherapeutikum in klinischer Testung befindlichen Substanz Endostatin durch Gabe eines weiteren AI, der, wie hier verwendet, die Signalkette des Wachstumsfaktors VEGF blockiert, deutlich gesteigert werden könnte. Des weiteren beschäftigte sich diese Arbeit mit der Frage, inwieweit eine gleichzeitige Blockade mehrerer Wachstumsfaktoren durch die Wirkstoffe SU5416 und SU6668, einem RTK-Inhibitor von PDGF, bFGF und VEGF die Therapieeffekte von ionisierender Bestrahlung bei PC3-Tumoren weiter steigern kann. Die zuvor bereits bei unterschiedlichen in-vivo-Modellen nachgewiesenen stärkeren antiangiogenen und antitumoralen Effekte durch den kombinierten Einsatz der Substanzen SU5416 und SU6668 zeigten sich auch bei diesen Untersuchungen. Des weiteren konnte gezeigt werden, dass sich die günstigen Effekte einer Kombination von Radiotherapie bei gleichzeitiger Rezeptor-Tyrosinkinase-Blockade deutlich steigern lassen und die Ergebnisse somit im Einklang mit der bereits nachgewiesenen Radiosensibilisierung durch einzelne RTK-Inhibitoren stehen. Dabei erzielte die Hemmung eines breiteren Spektrums an Tyrosinkinasen (durch SU6668) bereits die stärkste Wachstumshemmung bis hin zur Tumorkontrolle bei einzelnen Tieren, bei der die Tumoren im Beobachtungszeitraum im Mittel lediglich das zweifache ihres Anfangsvolumens erreichten. Interessanterweise ergab die Analyse der Gefäßdichte und Tumorzellproliferation der Tumorgewebe, dass die antiangiogenen und antitumoralen Effekte durch die Dreifachbehandlung weiter verstärkt wurden. Eine weitere Zielsetzung dieser Arbeit bestand in der Untersuchung von Effekten einer zusätzlich zur Bestrahlung vorgenommenen Integrin-Hemmung durch den kleinmolekularen Antagonisten der & #945;v-Integrine, S247, auf das Tumorwachstum. Diese Kombination wurde am PC3-Tumormodell und anschließend an einem weiteren Tumor-Xenograft untersucht, dem Epidermoid-Karzinom A431. Es zeigte sich bei beiden Modellen, dass der kombinierte Einsatz des Angiogenese-Inhibitors und Radiotherapie die Hemmung des Tumorwachstums gegenüber den jeweiligen Monotherapien deutlich verstärkte. Die Wachstumsverzögerung bei PC3 war derart ausgeprägt, dass die Tumoren im Schnitt das zweifache ihres Anfangsvolumens im Versuchszeitraum nicht erreichten und vereinzelt eine Rückbildung bzw. Tumorkontrolle beobachtet wurde. Bei den PC3-Tumorhistologien waren die Tumorgefäßzahl und Tumorzellproliferation bei der Kombinationsgruppe signifikant weiter verringert. Anhand der Untersuchung von A431-Tumorgeweben konnte gezeigt werden, dass die Behandlung mit S247 zu einer reduzierten Phosphorylierung von Akt und einer gesteigerten Endothelzell-Apoptose führte, insbesondere bei den bestrahlten Tumoren. Somit hatte die antiangiogene Therapie mit S247 kombiniert mit lokaler, niedrig dosierter fraktionierter Bestrahlung einen bemerkenswerten Erfolg auf Wachstum des PC3 wie auch auf den sehr schnell wachsenden Tumor A431.Die im Rahmen dieser Arbeit untersuchten kombinierten Behandlungsprotokolle stellen somit aussichtsreiche Konzepte für einen klinischen Einsatz bei der Behandlung von Tumorerkrankungen dar.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Giessen : VVB Laufersweiler 2007