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Fragestellung: Fibrosarkome sind seltene mesenchymale Tumoren, welche aus Fibroblasten bzw. deren Vorläuferzellen entstehen. Adulte Fibrosarkome haben komplexe Karyotypen ohne dass einheitliche chromosomale Aberrationen auftreten. Die Seltenheit von adulten Fibrosarkomen erschwert die Identifizierung spezifischer Ansatzpunkte für eine Therapie dieser Tumorentität. Da der Hedgehog (Hh)-Signalweg bei einigen Tumorerkrankungen eine wichtige Rolle spielt, haben wir die Involvierung des Hh-Signalwegs in Wachstum und Überleben humaner, adulter Fibrosarkom-Zelllinien untersucht.

Methodik: Fibrosarkom-Zelllinien sowie primäre Hautfibroblasten wurden mittels quantitativer RT-PCR hinsichtlich der Expression der PTCH1, SMO, GLI1, GLI2 und GLI3 mRNA untersucht. Die Zellen wurden mit aufsteigenden Konzentrationen der SMO-Inhibitoren Cyclopamin und Itraconazol oder mit den GLI-Inhibitoren Arsen Trioxid und GANT61 behandelt und deren Einfluss auf die Vitalität (MTT-Assay) sowie Apoptose (Kernfragmentierung, Durchflusszytometrie) bestimmt. Die Vitalitätsassays wurden unter Standard-Zellkulturbedingungen (21% O2, 5% CO2) sowie unter Hypoxie (2% O2, 5% CO2) durchgeführt.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die HT-1080 Fibrosarkom-Zelllinie, welche alle untersuchten Gene des Hh-Signalwegs exprimiert, reagierte im Vitalitätsassay sensitiv auf die Hh-Signalweg Inhibition mit den SMO-Inhibitoren Cyclopamin (IC50 17,4 µM) und Itraconazol (IC50 1,1 µM) sowie mit den GLI-Inhibitoren Arsen Trioxid (IC50 1 µM) und GANT61 (IC50 13,7 µM). Alle vier Inhibitoren reduzierten die Vitalität signifikant und führten zugleich zur Apoptose-Induktion. Gesunde primäre Hautfibroblasten, welche ebenfalls alle untersuchten Gene exprimieren, zeigten hingegen selbst bei den höchsten untersuchten Inhibitor-Konzentrationen (25 µM Cyclopamin, 4 µM Itraconazol, 10 µM Arsen Trioxid, 35 µM GANT61) keine Abnahme der Vitalität. Die Fibrosarkom-Zelllinie SW-684 exprimiert keine GLI2 und SMO mRNA, wohl aber GLI1, GLI3 und PTCH1 und wurde entsprechend durch die SMO-Inhibitoren Cyclopamin und Itraconazol nicht beeinträchtigt. GANT61 zeigte bis zur maximal verwendeten Konzentration von 35 µM ebenfalls keine Wirkung, Arsen Trioxid inhibiert die Vitalität mit einem IC50 von 5,7 µM.

Interessanterweise nimmt die Sensitivität der HT-1080 Zellen gegenüber GANT61, Arsen Trioxid und Itraconazol im MTT-Assay unter hypoxischen Bedingungen (2% O2) im Vergleich zu Standard-Zellkulturbedingungen (21% O2) signifikant ab (Itraconazol IC50 2,6 µM, Arsen Trioxid IC50 7,8 µM, GANT61 IC50 18,4 µM). Lediglich die Cyclopamin Wirkung wird durch Hypoxie nicht beeinträchtigt.

Für Patienten mit Fibrosarkom sind bei intakter Expression des Hh-Signalwegs Hh-Inhibitoren eine potenzielle therapeutische Option, wobei die Wirksamkeit unter physiologischem Sauerstoffgehalt von <2% O2 berücksichtigt werden muss. Der Einfluss von Hif-1alpha auf die Hh-Inhibitor Wirkung in Fibrosarkom-Zellen wird aktuell untersucht.