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Einleitung: Die Apoptose-Induktion durch TRAIL (TNF related apoptosis inducing ligand) über die Bindung an Death-Rezeptoren ist ein viel versprechender Therapieansatz in der Onkologie. Ein limitierender Faktor ist die Toxizität von TRAIL in hohen Dosierungen gegenüber nicht neoplastischen Zellen. Das Anti-Infektivum Taurolidin (TRD) stellt einen potentiellen Kombinationspartner für TRAIL dar, da es ebenfalls auf zahlreiche Tumorzellen apoptoseinduzierend wirkt und darüber hinaus nur wenig toxisch ist. Ziel der Studie war es deshalb, die Wirkung von TRAIL und TRD – allein und in Kombination – auf eine humane Coloncarcinom-Zellinie zu untersuchen.

Material und Methoden: Die humane Coloncarcinom-Zellinie HCT15 wurde im ersten Versuchsteil in drei aufeinander folgenden Passagen mit unterschiedlichen Dosierungen von rhTRAIL (rh = rekombinant human) (50, 100, 250 und 500 ng/ml) und TRD (50, 100, 500 und 1000 µmol/l) und den entsprechenden Negativkontrollen (H2O für rhTRAIL und 5% Povidon-Lösung für TRD) inkubiert. Nach unterschiedlichen Zeitpunkten (3, 6, 9, 12, 18, 24 und 36h) erfolgte eine FACS-Analyse mit AnnexinV-FITC und Propidiumiodid zur Bestimmung der vitalen, apoptotischen und nekrotischen Zellen. Im zweiten Abschnitt erfolgte ein Kombinationsversuch mit je zwei Einzeldosierungen von rhTRAIL (50 und 250 ng/ml) und TRD (100 und 1000 µmol/l) sowie deren mögliche Kombinationen (rhTRAIL 50 oder 250 ng/ml + TRD 100 oder 1000µmol/l) zu unterschiedlichen Zeitpunkten, wobei die Messungen mit vier aufeinander folgenden Passagen durchgeführt wurden. Zusätzlich erfolgte eine Bestätigung der Ergebnisse mittels TUNEL-Färgung. Der Vergleich zwischen der Gruppen (Mittelwert ± SEM) erfolgte mit einfaktorieller ANOVA (Signifikanzniveau p ≤ 0.05).

Ergebnisse: Im ersten Versuchsteil zeigte sich eine konzentrationsabhängige Apoptose-Induktion durch TRD mit einem zwei-gipfligen Wirkungsmaximum bei 100µmol/l und 1000µmol/l nach 24h und 36h mit einer Reduktion der vitalen Zellen auf 17-33%. Für rhTRAIL zeigte sich ein maximaler Effekt bereits nach 6h mit einem Anteil der vitalen Zellen von 6-7% für 250ng/ml und 500ng/ml. 36h nach rhTRAIL-Applikation kam es zu einer Erholung der Kultur auf einen Lebendanteil von bis zu 17,0%. Die Kombination von TRD 100µmol/l und rhTRAIL 50ng/ml zeigte dagegen eine nachhaltige Apoptose-Induktion für 24h und 36h und war den entsprechenden Einzeldosen deutlich überlegen. So war nach 24h der Anteil der vitalen Zellen in der Kombinationstherapie mit 2,1% (± 0,5%) signifikant niedriger als für TRD 100µmol/l (43,9% ± 3,0%; p ≤ 0.001) und rhTRAIL 50ng/ml (17,7 ± 2,0 p ≤ 00,05) alleine. Für den 36h Zeitpunkt war der Anteil der vitalen Zellen in der Kombinationstherapie bei 1,5% (± 0,2%) ebenfalls signifikant geringer gegenüber TRD (32,6% ± 1,7%; p ≤ 0.001) und rhTRAIL (15,6% ± 4,5%; p ≤ 0,05) in Monotherapie. TUNEL-Färbungen bestätigten die Ergebnisse der FACS Analyse.

Schlussfolgerung: Es konnte erstmals ein synergistischer Effekt von TRAIL und Taurolidin bei der Apoptose-Induktion in HCT15 Coloncarcinom-Zellen gezeigt werden. Durch die Kombination der beiden Substanzen in niedriger Konzentration konnte ein nachhaltiger apoptoseinduzierender Effekt erzielt werden, der durch die Einzelsubstanzen nicht erreicht wurde. Gerade in Bezug auf die Toxizität von TRAIL und die häufig beobachtete TRAIL-Resistenz von bestimmten Tumoren eröffnet sich durch die Kombination mit Taurolidin ein viel versprechendes Prinzip in der onkologischen Therapie.