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Einleitung: In der Tumorgentherapie wird der Transfer nackter DNA aufgrund der einfachen Applikation und des geringen Gefahrenpotentials als Alternative zum viralen oder liposomalen Gentransfer immer wichtiger. Mit der hier präsentierten Phase-I-Studie zur intratumoralen Applikation eines LacZ-exprimierenden Reporter-Plasmids durch Jet-Injektion (DeReGe 62) prüften wir die Durchführbarkeit und Toleranz bzw. Sicherheit dieser Methode. Zusätzliches Ziel war der Nachweis der Effizienz des Gentranfers.

Material und Methoden: Zwischen September 2005 und Dezember 2006 wurden 17 Patienten eingeschlossen. 14 Patienten litten an Haut- bzw. Intransit-Metastasen eines kutanen malignen Melanoms, drei Patienten an Hautmetastasen eines Mammakarzinoms. Laut Protokoll wurden je 5 Injektionen á 10 μL Plasmid-DNA (1μg/μL) mittels des Jet-Injektors in das Tumorgewebe appliziert. 72-96 Stunden nach DNA-Applikation wurde der behandelte Tumor entfernt. Die Operation erfolgte für die Patienten mit Mammakarzinom im Sinne einer vollständigen Metastasenresektion, bei den Patienten mit Melanom mehrheitlich vor einer ILP als exzisionale Biopsie. Zusätzlich zum klinischen und laborchemischen Monitoring wurde die systemische Plasmid-Clearance durch quantitative PCR (qPCR) von Blutproben 30 min., 3, 6, 24, 48 und 72 Stunden nach Jet-Injektion bestimmt. Der Nachweis der Effizienz des Gentransfers erfolgte durch Bestimmung von Plasmid-Load im Tumorgewebe mittels qPCR und Nachweis der LacZ-Expression auf RNA-Ebene mittels quantitativer RT-PCR (qRT-PCR) sowie auf Proteinebene im Tumorgewebe (Kryopräparat) mittels mit Western-blot und X-Gal Färbung.

Ergebnisse: Die Jet-Injektion konnte in allen 17 Patienten sicher und protokollgerecht durchgeführt werden. Der technische Ablauf, d.h. die Funktion des druckluftbetriebenen Jet-Injektors war problemlos. Abgesehen von einer diskreten Blutungsneigung im Einschußkanal zeigten sich keine objektivierbaren Nebenwirkungen in der Anwendung. Nach der Applikation wurden keine Beschwerden beobachtet. Allen Patienten wurde der behandelte Tumor 72-96 Stunden nach Jet-Injektion entfernt. Die histopathologische Aufarbeitung bestätigte jeweils die Vorbefunde (Hautmetastase des Mammakarzinom. bzw. Melanommetastase). Die laborchemischen sowie klinischen Kontrolluntersuchungen vor und nach Applikation zeigten keine signifikanten Schwankungen im Verlauf der Behandlung. Die qPCR-Analysen ergaben für alle Patienten einen kurzen Anstieg der Plasmid-DNA im Blut 30 Minuten nach Jet-Injektion. Spätestens 72 Stunden nach Jet-Injektion war die Clearance abgeschlossen und kein Plasmid im Blut nachweisbar. In allen Tumoren konnte mit den qPCR-Analysen die Plasmid-DNA im Tumor nachgewiesen werden. Darüber hinaus wurde in allen Tumoren auf mRNA-Ebene die LacZ-Expression mit der qRT-PCR nachgewiesen. In Korrelation dazu wurde in allen untersuchten Tumoren funktionelles LacZ-Protein nachgewiesen.

Schlussfolgerung: Die Phase-I-Studie beweist die Sicherheit und Praktikabilität der Jet-Injektion von nackter DNA. Nebenwirkungen wurden nicht beobachtet. Die intratumorale Jet-Injektion von nackter Plasmid-DNA führte zu einer effizienten LacZ-Reportergen-Expression. Plasmid-DNA innerhalb der Tumoren korrelierte mit der LacZ-Expression auf RNA- und Proteinebene. Basierend auf diesen Ergebnissen wird eine Nachfolgestudie für die therapeutische Anwendung mit TNF-exprimierenden Vektoren in Melanommetastasen initiiert.