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Einleitung: Transkriptomanalysen identifizierten zahlreiche mit Tumorprogression assoziierte Gene. Die Rollen dieser Gene bei Tumorinvasion und -angiogenese sind weitgehend unbekannt. Angiogenese und Tumorzellinvasion sind wichtige parakrin regulierte Prozesse. Hier wurde erstmals eine Zellchip-Methode für die Hochdurchsatzanalyse parakriner Genwirkungen von Tumorzellen auf Angiogenese und Tumorinvasion erntwickelt.

Material und Methoden: Mittels Mikroarray-Roboter werden Expressionsplasmide und Transfektionsreagens auf einen Objektträger aufgetragen. Dieser wird mit Mischkulturen von Tumorzellen und Zielzellen (ZZ, Endothelzellen für Angiogenese, Fibroblasten für Invasion) überschichtet. Die Bedingungen werden so gewählt, dass ausschließlich die Tumorzellen und nicht die ZZ transfiziert werden. Durch Überschichtung mit geeigneten Matrizes werden die parakrinen Effekte der parallelen Transfektionsansätze auf den verschiedenen Transfektionspunkten lokal restringiert. Immunzytochemische Nachweise von Proliferationsmarkern (Angiogenesestudien) und Matrixmetalloproteinasen (Invasionsstudien) in den ZZ zeigen parakrine Wirkungen der transfizierten Gene an.

Ergebnisse: Am Beispiel epithelialer Tumorzellen und Fibroblasten konnte erfolgreich die differenzielle Transfektion der Tumorzellen auf dem Zellchip erreicht werden. Modellhafte Untersuchungen zur ektopischen Expression von IFN-gamma in den Tumorzellen und zum Nachweis IFN-induzierter Gene in den Fibroblasten zeigten, dass parakrine Genwirkungen sensitiv erfasst werden können. Durch Überschichtung mit polymeren Matrizes konnte die Diffusion des sekretierten IFN auf den verschiedenen Transfektionspunkten lokal begrenzt werden. Es konnten 150 Transfektionsexperimente zu parakrinen Genwirkungen auf einem Chip durchgeführt werden.

Schlussfolgerung: Die differentielle Transfektion auf dem Zellchip stellt eine effiziente Hochdurchsatztechnologie zur Bestimmung parakriner Genwirkungen bei Angiogenese und Tumorinvasion bereit.