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Einleitung: Das kolorektale Karzinom (CRC) ist eine der weltweit häufigsten zum Tode führenden Tumorerkrankungen. Hierbei determiniert der Prozess der Angiogenese die Progression von Tumorwachstum und Metastasierung. Hämatopoetische Stammzellen (HSC’s), die aus dem Knochenmark in die Tumoren einwandern, fördern die Neubildung von Tumorkapillaren. Das Überleben und die Proliferation der HSC’s wird unter anderem über den c-Kit Rezeptor durch die Bindung an den Stammzellfaktor vermittelt. HSC’s migrieren als Antwort auf ein chemotaktisches Signal, welches unter anderem durch die Bindung des Stromal cell-derived factor (SDF)-1 an seinen Rezeptor CXCR4 gesteuert wird. Da die Hemmung der Migration und Proliferation der HSC’s einen viel versprechenden Ansatz in der antiangiogenen Tumortherapie darstellen könnte, haben wir in einem etablierten kolorektalen Mausmodell den Einfluss von SDF-1 auf das c-Kit vermittelte Tumorwachstum untersucht.

Material und Methoden: Zur Untersuchung der Angiogenese und des Tumorwachstums wurden GFP-transfizierte Tumorzellen der kolorektalen Tumorzell-Linie CT26.WT in die Rückenhautkammern syngener BALB/c-Mäuse implantiert (n=24) und die Tiere in 3 Gruppen randomisiert. 16 Tiere wurden beginnend 4 Tage vor der Implantation der Tumorzellen mit einem monoklonalen c-Kit-Antikörper behandelt (c-Kit). Von diesen Tieren erhielten 8 Tiere ab dem Tag der Tumorzellimplantation eine zusätzliche Therapie mit einem monoklonalen anti-SDF-1 Antikörper (SDF-1). Mit einem Kontroll-IgG Antikörper behandelte Tiere dienten als Kontrolle (n=8). Angiogenese, Tumorwachstum sowie Proliferation und Apoptose der Tumoren wurden mittels in vivo Fluoreszenzmikroskopie, Histologie und Immunhistochemie während des anschließenden 14-tägigen Beobachtungszeitraum analysiert. Mittelwerte±SEM; Gruppenvergleich mittels ANOVA und post-hoc Test.

Ergebnisse: Im Vergleich zur Kontrolle führte die c-Kit Blockade zu einem signifikant gesteigerten Tumorwachstum (3,02±0,26 versus 4,25±0,58mm²), ohne die Angiogenese sowie Migration der Tumorzellen zu beeinflussen. Dieses gesteigerte Wachstum ging mit einer signifikant gesteigerten Tumorzellproliferation (44±5 versus 58±2%) sowie verminderten Apoptoserate (0,28±0,05 versus 0,06±0,04%) betont im Tumorrand einher. Die Neutralisierung von SDF-1 verminderte signifikant das durch anti-c-Kit gesteigerte Tumorwachstum (2,61±0,21mm²) auf das Niveau der Kontroll-Gruppe. Diese anti-c-Kit anti-SDF-1 behandelten Tumoren zeigten im zeitlichen Verlauf im Vergleich zu den beiden anderen Gruppen eine signifikant reduzierte Neoangiogenese und Kapillardichte mit einer signifikant verminderten Infitrations-, Proliferations- und Apoptoserate.

Schlussfolgerung: Anhand unserer Studie konnten wir zeigen, dass die Knochenmarkssuppression durch Blockade von c-Kit zu einem verstärkten Tumorwachstum extrahepatischer kolorektaler Metastasen führt. Interessanterweise wird dieses gesteigerte Wachstum über den Signalweg SDF-1/CXCR4 vermittelt.