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122. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie

Deutsche Gesellschaft für Chirurgie

05. bis 08.04.2005, München

Organspezifische Adhäsion metastatischer humaner Kolonkarzinomzellen in unterschiedlichen Targetorganen in vivo

Meeting Abstract

  • corresponding author P. Gaßmann - Klinik und Poliklinik für Allgemeine Chirurgie, Universitätsklinikum Münster
  • A. Enns - Klinik und Poliklinik für Allgemeine Chirurgie, Universitätsklinikum Münster
  • H.U. Spiegel - Klinik und Poliklinik für Allgemeine Chirurgie, Universitätsklinikum Münster
  • J. Haier - Klinik und Poliklinik für Allgemeine Chirurgie, Universitätsklinikum Münster

Deutsche Gesellschaft für Chirurgie. 122. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie. München, 05.-08.04.2005. Düsseldorf, Köln: German Medical Science; 2005. Doc05dgch3337

The electronic version of this article is the complete one and can be found online at: http://www.egms.de/en/meetings/dgch2005/05dgch737.shtml

Published: June 15, 2005

© 2005 Gaßmann et al.
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Einleitung

Die Kolonisation verschiedener Targetorgane durch metastatische Tumorzellen ist ein nicht zufälliger Prozeß, bei dem Adhäsionsvorgänge in der Mikrozirkulation wesentlich beteiligt sind. In unserer Studie untersuchten wir die adhäsiven Interaktionen von metastatischen humanen Kolonkarzinomzellen in der Mikrozirkulation von Leber, Lunge und Niere als potentielle Targetorgene für metastatische Tumorzellen und evaluierten potentiell beteiligte Adhäsionsmoleküle.

Material und Methoden

Einzelzellsuspensionen (106 Zellen/ml) hoch metastatischer humaner Kolonkarzinomzellen (HT-29LMM) wurden mit CalceinAM fluoreszenzmarkiert, mit unspezifischem IgG, blockierenden anti-Integrin Antikörpern, oder Neuraminidase (enzymatische Entfernung sialylisierter Glykoproteine) inkubiert und intrakardial in Sprague-Dawley-Ratten injiziert. Die initialen Interaktionen zwischen den Tumorzellen und der Mikrozirkulation von Lunge, Leber und Niere wurden in-situ mittels Intravital-Fluoreszenzmikroskopie für 30 min (unterteilt in 5 min Intervalle) untersucht und semiquantitativ ausgewertet. Die Integrinexpression und die Expression sialylisierter Glykoproteine wurde mittels Durchflußzytometrie bestimmt. Die statistische Analyse umfasste die Überprüfung auf Normalverteilung und 2-seitigen Student's T-Test.

Ergebnisse

Zirkulierende Tumorzellen konnten die Mikrozirkulation in allen untersuchten Organen ohne wesentliche mechanische Behinderung passieren. In Leber und Lunge wurden spezifische Adhäsionen beobachtet, wobei ein perfundiertes Restlumen erhalten blieb. In der renalen Mikrozirkulation wurden keine adhärenten Tumorzellen beobachtet. Pro 5 Minuten Intervall wurden in der Leber nach unspezifischer IgG Behandlung 30-40 Zellen /30 GF beobachtet. Nach Inkubation der Zellen mit blockierendem anti-Integrin β1 (n=11) oder anti-Integrin β4 (n=7) war die Zahl adhärenter Zellen in den Lebersinusoiden signifikant reduziert (17-20/GF bzw. 16-19/30GF; p<0,05-0,001). Nach Vorbehandlung der Zellen mit Neuraminidase (1 U/ml, 30 min), die zu einem Verlust der Oberflächenexpression von sialyl Lewis-Liganden führte, wurden ebenfalls signifikant weniger adhärente Zellen in den Lebersinusoiden beobachtet (3-15/30GF; p<0,001). Während die Inkubation der Zellen mit blockierenden anti-Integrin β1 (n=7) oder anti-Integrin β 4 Antikörpern (n=8) keinen signifikanten Einfluß auf die Tumorzelladhäsion in der Lunge im Vergleich zu IgG (n=8) (6,8-10,7/15GF) zeigte, konnte durch die enzymatische Entfernung der sialylisierten Glykoproteine (n=7) auch in der Lunge eine signifikante Reduktion der Tumorzelladhäsion auf 4,1-6 Zellen/15 GF erreicht werden (p<0,05).

Schlussfolgerung

Die Zelladhäsion von Kolonkarzinomzellen in unterschiedlichen potentiellen Targetorganen metastatischer Tumorzellen scheint durch organ-spezifische adhäsive Mechanismen vermittelt zu werden. Die initiale Tumorzelladhäsion in der Leber ist dabei nicht nur durch Selektin-Glykoproteinbindungen an das Endothel möglich, sondern offensichtlich können Integrine eine direkte Tumorzelladhäsion an die extrazelluläre Matrix im Disse'schen Raum vermitteln. In der Lunge, die eine kontinuierliche Endothelauskleidung der Kapillaren besitzt, ist eine solche Integrin-vermittelte Adhäsion von Tumorzellen in der Frühphase der Metastasierung nicht nachweisbar und die Adhäsion der Tumorzellen scheint ausschließlich durch Selektin vermittelte Bindungen an das Endothel möglich.