Tumorinduzierte Angiogenese in Tumor-Stammzell- Konfrontationskulturen : ein neues Tierversuchsersatzmodell für das Screening anti-angiogener Substanzen
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Zusammenfassung
Das Wachstum und Metastasierungspotential eines Tumors steigt mit seiner vaskulären Versorgung. In dieser Arbeit wurde die Tumorinduzierte Angiogenese in einem in vitro System untersucht, das gewährleistet, diesen Prozess unter beinahe physiologischen Bedingungen (Zell-Zell und Zell-extrazelluläre Matrixinteraktionen) zu beobachten. Das aus embryonalen Stammzellen hergestellte EB ist in der Lage, die vom Tumorsphäriod ausgehenden Signale zu empfangen und mit gezielter Differenzierung auf die selbigen zu reagieren.Es konnte gezeigt werden, dass Wechselwirkungen zwischen Tumorsphäroiden und EBs zu einer zeitnahen Vaskularisation des Tumorgewebes und gesteigerter Angiogenese beteiligter EBs führen. Die neu entstandenen Gefäße wachsen bevorzugt auf den Tumor zu. Zugabe von VEGF hebt jedoch das gerichtete Wachstum auf, was auf eine Beteiligung von VEGF in diesem Prozess hindeutet. Folglich führte die Zugabe von Tyrozinkinase-Rezeptor hemmenden Substanzen SU5614 und ZM323881 zu einer reduzierten Vaskularisierung in EBs und in Tumorsphäroiden in Kokultur. Das u.a. für seine VEGF senkenden Eigenschaften bekannte Thalidomid zeigte ebenfalls einen konzentrationsabhängigen reduzierenden Effekt auf die Vaskularisation der EBs und der in Kokultur befindlichen Tumorsphäroide. Allerdings führten alle eingesetzten Inhibitoren zu keiner signifikanten Veränderung der endothelialen Zellzahl. Es wurde zusätzlich ein positiver konzentrationsabhängiger Effekt der Thalidomidbehandlung auf die kardiale Differenzierung beobachtet, was sich in einer gesteigerten Anzahl kontrahierender Bereiche, eine Vergrößerung der Fläche von kardialen α-Aktinin positiven Arealen und der mRNA und Proteinexpression kardialer Marker zeigte. Der schon publizierte Effekt des Thalidomid-Racemates auf die Erhöhung der intrazellulären ROS Produktion konnte auch mit der für ihre antiangiogene Wirkung verantwortlichen (-)- Isoform gezeigt werden. Zudem konnten die NADPH-Oxidase und die Mitochondrien als Quelle der ROS durch Koinkubation mit dem NADPH-Oxidase Inhibitor VAS2870 und dem Inhibitor des Komplex I der Mitochondrien Rotenon ausgemacht werden. Die durch NADPH 7. Zusammenfassung 133 generierten ROS haben einen negativen Effekt auf die endotheliale, jedoch einen positiven auf die kardiale Differenzierung. Es konnte gezeigt werden, dass Thalidomid einen senkenden Effekt auf die intrazelluläre NO Produktion der EBs hat, was durch Koinkubation von Thalidomid mit dem NO-Donor SNAP bestätigt wurde. Als eine der Quellen des NO konnte die eNOS identifiziert werden, da es bereits 5 min nach Zugabe von Thalidomid zu einer signifikanten Abnahme der eNOS Phosphorylierung kam. Eine Steigerung der NO-Generierung zeigte im EB-Modell einen deutlichen proangiogenen Effekt, während eine Inhibition sowohl die vaskuläre, als auch die kardiale Differenzierung reduzierte. Zusätzlich sollte in diesem Projekt die Etablierung der humanen Stammzellkultur durchgeführt werden, um die Möglichkeit der Herstellung von humanen Konfrontationskulturen zu testen. Hierfür wurden die Stammzelllinien H1 und H9 miteinander verglichen. Es zeigte sich, dass der Einsatz von humanen Kokulturen grundsätzlich möglich ist, jedoch bestehen wesentliche Unterschiede zwischen den einzelnen Linien bezüglich ihrer Differenzierungsmöglichkeiten. Ein sorgfältiges Screening der Zelllinien ist daher notwendig, um die am besten geeignete Zelllinie für den jeweiligen Differenzierungsansatz zu ermitteln.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Giessen : VVB Laufersweiler