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Einleitung: Das Immunsuppressivum FTY720 vermindert das Auftreten aktivierter T-Lymphozyten im Blut mittels seiner agonistischen Wirkung auf den Sphingosin-1 Phosphat Rezeptor 1 (S1P1). Kürzlich konnten wir zeigen, daß FTY720 zusätzlich antitumorigene Eigenschaften besitzt, was dieses Medikament insbesondere unter dem Aspekt der erhöhten Inzidenz von Tumorerkrankungen nach allogener Organtransplantation als besonders geeignete Substanz zur chronischen Immunsuppression erscheinen läßt. In den hier dargestellten in vitro und in vivo Versuchen konnten wir zeigen, daß die Ausprägung des Wachstum und die Metastasierung von subkutan injizierten Melanom- und Lungenkarzinomzellen in vivo durch Applikation von FTY720 reduziert werden kann und das dieser Effekt zumindest zum Teil durch die FT720-induzierte Überexpression von CXCR4 bedingt ist.

Material und Methoden: Um die anti-proliferative und anti-angiogenetische Wirkung von FTY720 zu evaluieren, untersuchten wir Gefässendothelzellen (HUVECs) und Lymphendothelzellen (LECs) in einem MTT Proliferations/Viabilitätassay und in einem Spheroid-Modell. Um unsere in vitro-Ergebnisse und den direkten Einfluss von FTY720 auf das Tumorwachstum zu verifizieren, injizierten wir Lewis Lung Carcinoma (LLC1) Zellen als Hämangiogenese-Modell und B16-Melanomzellen als Modell für eine hämatogene und lymphogene Metastasierung subkutan in den Rücken von syngenen C57BL/6 Mäusen. Nach Ausbildung eines tastbaren Tumors wurden die Versuchstiere randomisiert und mit FTY720 oder einer Trägerlösung behandelt und die Tumorgrösse bzw. die lymphogene und hämatogene Metastasierung evaluiert. Die Tumoren wurden nach 8 Tagen (Lokaltumor) bzw. 15 Tagen (Lungen – und Lymphknotenmetastasen) aufbereitet und histologisch untersucht. Um den Einfluss von FTY720 auf die Expression des Chemokine-Rezeptors CXCR4 auf B16 Melanomzellen darzustellen, führten wir vergleichende FACS-Analysen durch.

Ergebnisse: FTY720 zeigte einen starken anti-angiogentischen Effekt in vitro. Die Sprossung von VEGF-stimulierten HUVEC Spheroiden wurde schon in nanomolaren FTY720-Konzentrationen signifikant inhibiert (10nM: –73.4±12.7 % relativ zur Kontrolle; P<0.001). Zur Klärung eines möglichen molekularen Mechanismus konnten wir zeigen, dass ein CXCR4 neutralisierender Antikörper die anti-angiogenetischen Eigenschaften von FTY720 aufheben konnte (Isotyp Antikörper: –39.5±22.1 % relativ zur Kontrolle; CXCR4 Antikörper: +38.8±26.9 %; P<0.001 gegenüber Isotyp). In den Tumormodellen führte FTY720 zu einer signifikanten dosisabhängigen Reduktion sowohl des Tumorwachstums als auch der Metastasierung in Lunge und Lymphknoten. FACS-Analysen zeigten sowohl in B16 Melanom- als auch Kontroll-Endothelzellen eine signifikant erhöhte Expression des CXCR4-Chemokin-Rezeptors im Vergleich zu unbehandelten Zellen.

Schlussfolgerung: FTY720 zeigt eine starke anti-angiogenetische Wirkung in vitro und in vivo, die zu einer signifikanten Reduktion des Tumorwachstums in vivo führt. Darüber hinaus konnte im gleichen Tumormodell eine signifikante Reduktion von metastatischen Absiedlungen sowohl für die lymphogene als auch hämatogene Metastasierung nachgewiesen werden. Sowohl der anti-angiogenetische als auch der antimetastatische Effekt scheint dabei CXCR4-vermittelt zu sein. Ein S1P1-spezifisches Immunsuppressivum scheint sich unter diesem Aspekt besonders für die Langzeitimmunsuppression von Tx-Patienten zu eignen.