In der Literaturübersicht werden Zusammenhänge zwischen Zellproliferation und Kanzerogenese, die verschiedenen Methoden zur Proliferationsmessung sowie Methoden und Schwierigkeiten der Apoptosemessung dargestellt. Zusätzlich wird die Nebennierenrinde der Ratte im Hinblick auf ihre Physiologie, Zellproliferation, Apoptose und Steroidsynthese, sowie der Einfluß verschiedener inhibitorischer und stimulierender Substanzen auf diese Parameter dargestellt.
In einem Vorversuch wurde eine Meßstrategie für BrdU-markierte Nebennierenrindenzellen etabliert. Für jede der drei morphologisch und funktionell unabhängigen Rindenzonen wurde getrennt der prozentuale Anteil BrdU-positiver Zellen, der sogenannte 'Labeling Index' (LI), ermittelt. Die gewählte Tierzahl, die Dauer der Markerapplikation, die Schnittebenen, unabhängige Zählungen, Wiederholungszählungen und die Anzahl jeweils ausgewerteter Zellkerne beeinflussen das Meßresultat. Mit Hilfe der statistischen Varianzkomponentenanalyse wurde ermittelt, wie ein möglichst genauer Meßwert bei vertretbarem Arbeitsaufwand erzielt werden kann.
Eine kontinuierliche BrdU-Applikation über 7 Tage mittels einer subkutan implantierten Minipumpe erwies sich als optimal für die Untersuchung der Nebennierenrindenproliferation der Ratte. Eine Gruppengröße von 10 Tieren pro Behandlungsgruppe liefert eine Sensitivität, mit der Unterschiede zwischen Gruppen von ca. 10% mit 90%iger Wahrscheinlichkeit erkannt werden können. Die einmalige Auszählung in einer Präparatebene liefert einen ausreichend genauen Meßwert, wenn für jede der drei Zonen mindestens 1000 Zellkerne ausgewertet werden.
Es wurden die Wirkungen des physiologischen Nebennierenrindenstimulans ACTH, des synthetischen Glukokortikoids Dexamethason als inhibierende Substanz, sowie eines Aminomethyl-Chroman-Derivats auf die Proliferation und Apoptose der Nebennierenrinde, das absolute und relative Nebennierengewicht sowie die ACTH- und Kortikosteronblutplasmaspiegel überprüft. Zwei Untersuchungszeitpunkte, nach einer und nach vier Wochen Behandlungsdauer, sollten Aufschluß über den zeitlichen Verlauf einer möglichen Wirkung liefern. Die Messung der Apoptoserate erfolgte mittels der TUNEL-Methodik.
Die Kontrollgruppe wies die höchsten LIs in der Zona fasciculata auf. Die Zona glomerulosa und die Zona reticularis waren vergleichbar und zeigten eine niedrigere proliferative Aktivität. Dies spricht gegen die sogenannte Migrationstheorie, laut welcher nur Zellen im Bereich der Zona glomerulosa neue Zellen bilden, welche dann kontinuierlich Richtung Mark weitergeschoben werden.
In der Kontrollgruppe wurden die rechte und linke Nebenniere ausgewertet und sie wiesen eine unterschiedliche proliferative Aktivität auf. Daher sollten in Proliferationsstudien immer seitengleiche Nebennieren der Gruppen miteinander verglichen werden.
ACTH rief zu beiden Untersuchungszeitpunkten eine deutliche Nebennieren-gewichtserhöhung sowie eine gesteigerte Zellproliferation in den beiden äußeren Zonen hervor. Die Zona glomerulosa wurde zu Zellen vom Zona fasciculata Typ transformiert, ein Phänomen, daß auch in der Literatur beschrieben wird. Die Anzahl der apoptotischen Zellen nahm 24 Stunden nach der letzten ACTH-Applikation zu. Dies wurde als Gegenregulation auf die primäre trophische ACTH-Wirkung gewertet. Diese Interpretation wird durch die 24 Stunden nach der letzten Substanzapplikation gewonnenen Kortikosteron- und ACTH-Blutplasmaspiegel bestärkt, da hier ebenfalls 'Rebound-Phänomene' sichtbar werden.
Dexamethason führte zu keinen Nebennierengewichtsveränderungen, zeigt aber zu beiden Untersuchungzeitpunkten eine erniedrigte Zellproliferation in der Zona fasciculata. Hier erweist sich die Proliferationsmessung als die sensitivere Methode und es wird deutlich, daß eine zonal getrennte Messung für die Detektion eines subtilen Effektes unbedingt erforderlich ist, insbesondere, wenn Organkompartimente unterschiedliche Funktionen wahrnehmen.
Das Aminomethyl-Chroman wurde in einer niedrigen und hohen Dosis geprüft. Die niedrige Dosis zeigt keinerlei Effekte, während in der hohen Dosisgruppe nach einwöchiger Behandlung eine deutliche Nebennierengewichtserhöhung und Proliferationssteigerung sichtbar wurde. Bereits nach 4 Wochen war eine Homöostase eingetreten, da nun keine Unterschiede zu der Kontrollgruppe mehr auszumachen waren. Die Ergebnisse der Proliferationsmessungen lassen keine erhöhte Inzidenz von Nebennierenrindentumoren in einer Kanzerogenitätsstudie erwarten.
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