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Die lokalen onkologischen Auswirkungen des CO₂-Pneumoperitoneums sind insbesondere bei fortgeschrittenen kolorektalen Tumoren ungeklärt. Sowohl in vitro als auch in vivo Studien zeigen eine Beeinflussung der Wachstumsrate von Kolonkarzinomzellen unter den Bedingungen des CO₂-Pneumoperitoneums. Als mögliche Ursache werden Alterationen der fibrinolytischen Aktivität von Tumor- und Mesothelzellen diskutiert. Zur Simulation eines Pneumoperitoneums entwickelten wir eine Kammer, in der die Kultivierung von Zellen unter variablen pH-Werten, Gas- und Druckbedingungen möglich ist. In der vorliegenden Studie wurden die Auswirkungen des CO₂-Drucks sowie des pH-Wertes auf die fibrinolytische Aktivität von Kolonkarzinomzellen und Mesothelzellen untersucht.

Die in unserem Labor konstruierte quadratische Plexiglaskammer (26 x 26 x 7cm) kann mittels Deckel luftdicht abgeschlossen werden. Sie verfügt über 3 Öffnungen, durch die die Gaseinleitung sowie die Messung des Gasdrucks (Barometer) und der Gaskonzentration (gas-Analyzer) ermöglicht wird. Humane Mesothelzellen und Kolonkarzinomzelllinien (WIDR, Colo201, Colo 205, T 84, HT 29, SW 48, HCT 116) wurden in Gelatine beschichteten Petrischalen bei einem pH-Wert von 6,1, einem Wert der laut Literatur dem intraperitonealen pH-Wert unter den Bedingungen des CO₂-Pneumoperitoneums entspricht, und Gas-äquilibriertem Medium in der Kammer (37°C) kultiviert. Nach ½, 1, 2 und 5 h mit und ohne CO₂-Druck (10 mmHg) wurden je 2 Petrischalen entnommen, die Gesamt-RNA der Zellen isoliert und anschließend eine quantitative RNA-Messung der Plasminogenaktivatoren tPA und uPA sowie des Plasminogenaktivatorinhibitors PAI mittels real-time one-step RT-PCR im I-cycler durchgeführt. Als Kontrolle dienten Zellen im Brutschrank, die bei einem physiologischen pH-Wert von 7,4 und ohne CO₂-Druck kultiviert und aufbereitet wurden.

Die Mesothelzellen zeigten bei einem pH-Wert von 6,1 mit und ohne CO₂-Begasung innerhalb von 5 h einen linearen Abfall der tPA-Expression im Vergleich zur Kontrollgruppe (MW ± SEM amol RNA/ 100 ng Gesamt-RNA) (pH 6,1: 0,68 ± 0,06; pH 6,1 + CO₂: 0,62 ± 0,06, Kontrolle: 1,12 ± 0,16). Demgegenüber zeigte sich ein linearer Anstieg der PAI-Expression in den Tumorzelllinien Colo201 (pH 6,1: 3,0 ± 0,41; pH 6,1 + CO₂: 4,24 ± 0,1, Kontrolle: 0,9 ± 0,03), T84 (pH 6,1: 1,11 ± 0,11; pH 6,1 + CO₂: 0,6 ± 0,06, Kontrolle: 0,05 ± 0,01), SW48 (pH 6,1: 0,01 ± 0,002; pH 6,1 + CO₂: 0,014 ± 0,003, Kontrolle: 0,005 ± 0,0007), HCT 116 (pH 6,1: 14,66 ± 4,1; pH 6,1 + CO₂: 8,03 ± 0,16, Kontrolle: 0,95 ± 0,07) und WiDr (pH 6,1: 3,35 ± 0,15; pH 6,1 + CO₂: 1,23 ± 0,1, Kontrolle: 0,36 ± 0,02) (p<0,05, nach Multivarianzanalyse (ANOVA), Tukey`s-Test).

Der Abfall der tPA-Expression in den Mesothelzellen sowie der Anstieg der PAI-Expression in den Tumorzelllinien zeigt, dass die Anlage eines CO₂-Pneumoperitoneums zu einer Verminderung der intraperitonealen fibrinolytischen Kompetenz führen kann. Hierbei scheint insbesondere der Abfall des intraabdominellen pH-Wertes von entscheidender Bedeutung zu sein. Diese Beobachtung ist möglicherweise von grundlegender Bedeutung für das Verständnis von Tumorzell-Mesothelzellinteraktionen unter den Bedingungen der CO₂-Laparoskopie. Inerte Gase wie Helium oder Stickstoff, die kaum zu intraabdominellen pH-Verschiebungen führen, stellen daher aus onkologischer Sicht möglicherweise eine sinnvolle Alternative zur CO₂-Laparoskopie dar.