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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2012)

23.10. - 26.10.2012, Berlin

Zytotoxische Effekte von Histon-Deacetylase-Inhibitor (HDACi) beladenem Knochenzement auf Chondrosarkom-, Nierenzellkarzinom- und Mammakarzinomzelllinien

Meeting Abstract

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  • presenting/speaker Marcus Tonak - Unimedizin Mainz, Zentrum für muskuloskelettale Chirurgie, Orthooädische Klinik und Poliklinik, Mainz, Germany
  • Marc Becker - Unimedizin Mainz, Zentrum für muskuloskelettale Chirurgie, Orthooädische Klinik und Poliklinik, Mainz, Germany
  • Andreas Kurth - Mainz, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2012). Berlin, 23.-26.10.2012. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2012. DocPO13-861

DOI: 10.3205/12dkou540, URN: urn:nbn:de:0183-12dkou5401

Veröffentlicht: 2. Oktober 2012

© 2012 Tonak et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Das Auftreten von Lokalrezidiven nach intraläsionaler Resektion stellt die vordergründige Problematik bei der Therapie von low grade-Chondrosarkomen (CS) dar. Nach Kürettage des Tumors wird der Knochendefekt üblicherweise mit PMMA-Zement aufgefüllt, womit v.a. die Stabilität des Knochens wiederhergestellt wird. Eine Beeinflussung des Wachstums von verbliebenen Tumorresten durch die Hitzeentwicklung bei der Aushärtung des Knochenzementes, wird häufig postuliert, nach aktueller Datenlage jedoch nicht erreicht. Ähnliches gilt für die lokale Tumorkontrolle von metastatisch befallenen Wirbelkörpern bei Mamma- und Nierenzell-Ca's, welche häufig mittels Kyphoplastie stabilisiert werden. In vitro konnten zytotoxische Effekte von HDACi sowohl auf CS- als auch auf Mamma-Ca-Zellen gezeigt werden. Durch den Zusatz von HDACi zu Knochenzement ist daher eine nebenwirkungsarme lokale Tumoreindämmung denkbar. Ziel unserer Studie war es daher die Freisetzungsdynamik von HDACi aus PMMA-Zement und den Einfluss der freigesetzten Substanzen auf das Wachstum von häufig ossär metastasierenden Nierenzell- und Mamma-Ca-Zellen sowie CS-zellen zu untersuchen.

Methodik: PMMA-Zement wurde vor dem Aushärten mit verschiedenen Konzentrationen der HDACi SAHA und VPA vermischt und zu Tabletten gleichen Volumens geformt. Die Tabletten wurden über einen Zeitraum von 2 Wochen in DMEM-Zellkulturmedium inkubiert, welches alle 24h erneuert wurde. Im abgenommenen Medium wurde die HDACi-Konzentration spektroskopisch bestimmt. Zytotoxische Effekte der in das Medium freigesetzten HDACi auf die CS-Zelllinie SW1353, die Mamma-Ca-Zelllinien MCF7 und MDA-MB-231, die Nieren-Ca-zelllinien ACHN und A-498 sowie zum Vergleich auf mesenchymale Stammzellen (MSC´s) wurden mikroskopisch und mittels des Alama-blue-Zellviabilitätstest bestimmt.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Innerhalb der ersten 24h war die Konzentration der freigesetzten HDACi VPA und SAHA im Medium am größten. Sie fiel in den folgenden 48h deutlich ab und erreichte nach 4 Tagen ein niedriges Plateau. Mikroskopisch und in den Zellviabilitätstests zeigte sich ein signifikanter konzentrationsabhängiger Abfall der Zellvitalität von bis zu 100% im Vergleich zu den Kontrollgruppen. Die Empfindlichkeit der verschiedenen Zelllinien auf die HDACi differierte teilweise deutlich. Jedoch konnten zytotoxische Effekte bei allen Zelllinien bis zum 14. Tag nachgewiesen werden. MSC´s erwiesen sich am resistentesten gegen die HDACi. In unserer Studie konnte nachgewiesen werden, dass die HDACi SAHA und VPA aus PMMA-Zement freigesetzt und biologisch aktiv bleiben, wodurch in der Zellkultur das Wachstum von CS-, Nierenzell- und Mamma-Ca-Zellen inhibiert wird. Anhand unserer Daten ist es vorstellbar, dass der Zusatz von HDACi zu Knochenzement, zu einer Verbesserung der lokalen Tumorkontrolle bei CS oder bei metastatisch befallenen Wirbelkörpern, ohne wesentliche systemische Nebenwirkungen beiträgt. Dies bleibt durch in vivo-Testreihen zu bestätigen.