Die Wirkung von Endotoxin auf die Ansprache auf Strahlentherapie im nicht-kleinzelligen Lungenkarzinom
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Zusammenfassung
Pneumonien sind häufige Komplikationen bei Patienten mit NSCLC. Hierbei findet man meist gram-negative Erreger, deren Virulenz in erster Linie durch die Zellwandkomponenten, besonders durch gram-negatives Lipopolysacharid (LPS), definiert wird. Das Auftreten von Pneumonien bedingt eine schlechtere Prognose und Therapieansprache im NSCLC. Die Strahlentherapie stellt einen integralen Bestandteil in der Therapie des NSCLC dar. Daher wurde in dieser Dissertation untersucht, inwieweit LPS die Ansprache auf eine Strahlentherapie verändert. Drei humane NSCLC Zelllinien, A549 (Adenokarzinom), H23 (Adenokarzinom) und H226 (Plattenepithelkarzinom) wurden mit steigenden Konzentrationen von LPS inkubiert und das zelluläre Überleben mittels drei unterschiedlicher Methoden untersucht. Anhand des klonogenen Überlebens (Koloniebildungstest) und direkter Zellzählung wurde das Überleben nativer und mit einer Strahlendosis von 2 und 6 Gy behandelter Zellen direkt quantifiziert. Indirekt wurde das zelluläre Überleben anhand des MTS-Assays untersucht, welches die Stoffwechselaktivität der Zellen misst. Zur Veranschaulichung der Ergebnisse wurde die Überlebensfraktion berechnet, welche das prozentuale Verhältnis von bestrahlten zu unbestrahlten Zellen ausdrückt.Der Vergleich der unbehandelten Zelllinien hinsichtlich ihres Verhaltens nach Radiatio im Koloniebildungstest erbrachte, dass die Adenokarzinomzelllinie A549 die strahlenresistenteste war, während die Adenokarzinomzelllinie H23 die höchste Strahlensensitivität aufwies. Die Plattenepithelkarzinomlinie H226 zeigte diesbezüglich ein intermediäres Verhalten.Verglichen mit dem Goldstandard, dem Koloniebildungstest, erwies sich die direkte Zellzählung ebenfalls als geeignet, um eine Strahlensensitivität darzustellen und lieferte vergleichbare Ergebnisse mit einer tendenziell höheren Überlebensfraktion, was vermutlich methodisch bedingt ist. Da sich die Stoffwechselaktivität nach Radiatio nicht änderte, war der MTS-Assay nicht geeignet um im aktuellen experimentellen Aufbau die Strahlensensitivität der einzelnen Zelllinien zu untersuchen.Eine alleinige Stimulation aller drei unbestrahlten Zellinien mit Endotoxin (0,1, 1 und 10 ug/ml) induzierte keinen messbaren Anstieg des klonogenen Überlebens.Im Koloniebildungstest zeigte sich bei der Adenokarzinomzelllinie A549 sowohl im Niedrigdosisbereich von 2 Gy als auch unter Bestrahlung mit 6 Gy 10 µg/ml Endotoxin als effizienteste Dosis zur Induktion einer Strahlenresistenz. An der Zelllinie H23 konnte selbiges Ergebnis aufgezeigt werden, an der Zelllinie H226 trat eine statistisch signifikante Hemmung der Strahlensensibilität jedoch unter einer Konzentration von 0,1 µg/ml LPS auf.Bis auf die hoch strahlensensible Zelllinie H23, die nach Bestrahlung mit 6 Gy lediglich ein Überleben von etwa 2-3% der Zellen aufwies, konnte stets im Niedrigdosis- (2Gy) als auch im Hochdosisbereich (6Gy) eine Strahlenresistenz durch LPS induziert werden. Die direkte Zellzählung erbrachte vergleichbare Ergebnisse hinsichtlich der Ausprägung der LPS-induzierten Strahlenresistenz an den Zelllinien A549 und H23, nicht jedoch an der Zelllinie H226. Allerdings war das Niveau der detektierten Strahlensensibilität bei dieser Methode geringer. Zusammenfassend induzierte die LPS-Behandlung an nicht-kleinzelligen Lungenkarzinomzellen eine Abnahme der Strahlentherapieansprache. So könnten bakterielle Infekte eine Therapieresistenz im Lungenkarzinom begünstigen. Mögliche zugrundeliegende Mechanismen könnten beispielsweise in der Stimulation der Cyclooxygenase und Freisetzung von Prostanoiden, der Aktivierung des EGFR-Systems oder in der Induktion von CREB oder ERK begründet sein. Die hier vorgelegte Arbeit bildet diesbezüglich die Grundlage hinsichtlich der Wahl der geeigneten Methoden und Zelllinien sowie LPS-Konzentrationen und Bestrahlungsdosen für weiterführende Untersuchungen.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Giessen : VVB Laufersweiler Verlag