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Einleitung: Für nicht-resektable kolorektale Lebermetastasen sind die Kryotherapie (Kryo) und die Radiofrequenzablation (RFA) etablierte lokal ablative Therapieverfahren. Ein großer Nachteil dieser ablativen Verfahren ist, abhängig von der primären Tumorgröße, die hohe Rezidivrate von bis zu 50%. Des Weiteren kommt den Matrix-Metalloproteinasen (MMP)2 und 9 bei der Zellinvasion und Metastasierung kolorektaler Karzinome eine zentrale Bedeutung zu, wobei ihre gesteigerte Aktivität mit einem erhöhten Rezidivrisiko und einer erniedrigten Überlebensrate der Patienten einhergeht. Aus diesem Grund haben wir in einem etablierten Lebermetastasen Modell der Ratte untersucht, inwieweit MMP2 und MMP9 in den Metastasen vor und nach Ablation im zeitlichen Verlauf aktiviert werden.

Material und Methoden: Mittels eines etablierten Lebermetastasen Modells wurden 1x10hcoh6 CC531 Zellen einer kolorektalen Karzinomzellline in den linken Leberlappen syngener Wag-Rij Ratten implantiert (n=42). 14 Tage nach Implantation der Tumorzellen wurden die etablierten Tumoren in vivo mittels Kryo oder RFA abladiert (jeweils n=18). Nicht-abladierte Tumoren dienten als Kontrolle. Die Verfahren wurden bezüglich der Primärphase der Entstehung der induzierten Tumornekrose morphologisch und molekularbiologisch bezüglich der MMP2 und MMP9 Expression im Normalgewebe, im Randbereich sowie im Zentrum mittels Histologie, Immunhistologie und Zymographie 1h, 3h und 6h nach Therapie miteinander verglichen. Mittelwerte±SEM; Gruppenvergleich mittels ANOVA und post-hoc Test.

Ergebnisse: In den kolorektalen Lebermetastasen war die Expression der aktivierten Form der MMP2 und MMP9 im Zentrum im Vergleich zum Rand der Tumoren sowie zum Normalgewebe signifikant erhöht. Nach Kryotherapie der Tumoren wurde im Vergleich zum Normalgewebe sowie zum Rand der Ablationszone eine signifikante Aktivierung der MMP2 und MMP9 im Zentrum nach 1h, 3h und 6h gemessen, während nach RFA eine MMP2 Aktivierung nur 1h nach Ablation im Zentrum beobachtet werden konnte. Im Vergleich zu den Kontrollen führte die Kryotherapie interessanterweise im Normalgewebe und im Randbereich der Ablationszone erst nach 6h zu einer hoch signifikanten Aktivierung der MMP2 und MMP9, während im Zentrum keine Änderung der Aktivität zu verzeichnen war. Nach RFA war nur die MMP2 1h nach Ablation im Randbereich erhöht ohne Veränderungen der MMP9 Aktivität sowie ohne Änderungen der Aktivität im Normalgewebe. Im Zentrum der Ablation zeigte sich zu allen Zeitpunkten eine hoch signifikante Verminderung der MMP2 und MMP9 Aktivität im Vergleich zur Kontrolle. Der Vergleich der Ablationstechniken untereinander zeigte, daß im Normalgewebe und im Randbereich nach 1h die RFA zu einer signifikanten Aktivierung der MMP2 führt, während nach 6h nur nach Kryo eine signifikanten Erhöhung der MMP2 und MMP9 Aktivität zu beobachten ist. Im Zentrum wurde zu allen Zeitpunkten die MMP2 Aktivität durch RFA signifikant vermindert, während die Kryo zu einer Steigerung der MMP9 Aktivität führte.

Schlussfolgerung: Anhand unserer Studie konnten wir erstmals in einem Tumormodell zeigen, dass die Matrix-Metalloproteinasen 2 und 9 durch RFA und Kryotherapie aktiviert werden. Diese Aktivierung vollzieht sich zu einem frühen Zeitpunkt nach Ablation und zeigt für MMP2 und MMP9 ein unterschiedliches Muster. Durch RFA wird ein früher Anstieg der Aktivierung induziert, während diese Aktivierung nach Kryo erst zu einem späteren Zeitpunkt nach Ablation beobachtet werden kann. Die Aktivierung im Normal- und Randgewebe durch beide Ablationstechniken könnte ein möglicher Mechanismus für die hohe Tumorrezidivrate bei Patienten nach Ablation sein.