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In der Metastasierung solider Karzinome werden abhängig von Lokalisation und histologischer Entität des Primärtumors bestimmte Organe bevorzugt durch metastasierende Tumorzellen kolonisiert. Neben der ‚Growth factor theory’ und der ‚Chemotaxis theory’ wurde auch für Adhäsionsmoleküle eine bedeutende Rolle postuliert. Wir haben in vivo die Rolle von Integrinen und sialylierten Selektinliganden für die Tumorzelladhäsion in der Mikrozirkulation von Lunge und Leber mittels Intravitalfluoreszenz-Mikroskopie am CD-Rattenmodell untersucht.

Die semiquantitiatve Bestimmung der Adhäsion von CalceinAM® -markierten humanen HT-29 LMM Kolonkarzinomzellen erfolgte durch standardisierte Mikroskopie der Organoberfläche in der Leber (5 min Intervalle für 30 min, 30 Gesichtsfelder) bzw. der Lunge (10 min. Intervalle für 40 min in 20 GF). Bei einigen Experimenten erfolgte die Inkubation mit blockierenden anti-Integrin Antikörpern oder mit Neuraminidase V (1U/ml) zur enzymatischen Abspaltung der sialysierten Glykoproteine. Unspezifisches mouse-IgG diente als Kontrolle.

Leber: In der Kontrollgruppe (n=12) waren 32,9 ± 8,1 Zellen adhärent. Nach Inkubation mit anti-b1-Integrin-AK (n=11; 17,9 ± 11,8 Zellen), und anti-b4-Intergin-AK (n=7; 16,2 ± 5,5 Zellen) waren signifikant weniger Tumorzellen in der Mikorzirkuklation der Leber adhärent (p<0.01). Die Neuraminidasebehandlung (n=4) resultierte in 7,9 ± 4,1 Zellen (p<0.001).

Lunge: In Kontrolltieren (n=9) waren 13,5 ± 2,3 Zellen adhärent, was durch anti-Integrin-b1-AK (n=7) und anti-Integrin-b4-AK (n=9) nicht signifikant verändert wurde. Im Gegensatz hierzu waren nach Vorbehandlung mit Neuraminidase V (n=8) auch in der pulmonalen Mikrozirkulation signifikant weniger adhärente Zellen nachweisbar (7,9 ± 3,0; p<0.05).

Die initiale Adhäsion wird in der pulmonalen Mikrozirkulation nur durch Interaktion von endothelialem Selektin und sialylierten Glykoproteinen auf der Oberfläche von Tumorzellen vermittelt. Für die Kolonisation der Leber spielt zusätzlich direkte Integrin-vermittelte Tumorzelladhäsion an Komponenten der extrazellulären Matrix unter Umgehung der Selektinbindung offenbar eine wichtige Rolle, die durch die Fenestrierung des sinusoidalen Endothels ermöglicht wird.