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Wirksamkeit und Wirkmechanismen der Chemotherapie bei Weichteilsarkomen: molekulargenetische Analyse mittels cDNA-Microarray und Korrelation zu klinischen Ansprechraten
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Autoren
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A. Daigeler
- Universitätsklinik für Plastische Chirurgie und Schwerbrandverletzte, Handchirurgie-Zentrum, Operatives Referenzzentrum für Gliedmaßentumoren, BG-Kliniken Bergmannsheil, Bochum
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C. Kuhnen
- Pathologisches Institut der Ruhr-Universität-Bochum, BG-Kliniken Bergmannsheil, Bochum
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L. Klein-Hitpass
- Institut für Zellbiologie (Tumorforschung), IFZ, Universität Essen
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L. Steinsträsser
- Universitätsklinik für Plastische Chirurgie und Schwerbrandverletzte, Handchirurgie-Zentrum, Operatives Referenzzentrum für Gliedmaßentumoren, BG-Kliniken Bergmannsheil, Bochum
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L. Schnoor
- Universitätsklinik für Plastische Chirurgie und Schwerbrandverletzte, Handchirurgie-Zentrum, Operatives Referenzzentrum für Gliedmaßentumoren, BG-Kliniken Bergmannsheil, Bochum
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H.-H. Homann
- Universitätsklinik für Plastische Chirurgie und Schwerbrandverletzte, Handchirurgie-Zentrum, Operatives Referenzzentrum für Gliedmaßentumoren, BG-Kliniken Bergmannsheil, Bochum
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H.-U. Steinau
- Universitätsklinik für Plastische Chirurgie und Schwerbrandverletzte, Handchirurgie-Zentrum, Operatives Referenzzentrum für Gliedmaßentumoren, BG-Kliniken Bergmannsheil, Bochum
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O. Müller
- Abteilung Tumorgenetik, Max-Planck-Institut für Molekularbiologie, Dortmund
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M. Lehnhardt
- Universitätsklinik für Plastische Chirurgie und Schwerbrandverletzte, Handchirurgie-Zentrum, Operatives Referenzzentrum für Gliedmaßentumoren, BG-Kliniken Bergmannsheil, Bochum
| Veröffentlicht: | 15. Juni 2005 |
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Gliederung
Text
Einleitung
Weichteilsarkome zeigen mit Ansprechraten nicht höher als 20% nur einen geringe Response auf Zytostatika. Unter kurativen Gesichtspunkten besitzt die Chemotherapie im klinischen Alltag deshalb keinen etablierten Stellenwert. Ziel der Studie war es, die Wirksamkeit und Wirkmechanismen verschiedener Chemotherapeutika auf Weichteilsarkome zu testen und deren Korrelation zu klinisch bekannten Ansprechraten zu prüfen.
Material und Methoden
HT1080 Fibrosarkomzellen wurden in Kultur mit Doxorubicin, Actinomycin D, Vincristin und einer Kontrollösung behandelt. Nach 6h und 24h wurde die RNA wurde isoliert und Genexpressionsprofile mittels cDNA-Microarray (Affymetrix, 14.500 Gene) erstellt. Eine Kombination aus drei schrittweisen statistischen Auswertungen erbrachte für Actinomycin D 3.309, für Doxorubicin 1.019 und für Vicristin 134 deutlich verändert exprimierende Probensets. Für 90 ausgewählte Gene wurden die Expressionslevel mittels quantitativer Realtime-PCR validiert. Die Ergebnisübereinstimmung der beiden Methoden betrug insgesamt 93%.
Ergebnisse
Durch den bekannten Transkriptionsblocker Actinomycin D erfolgte eine Herabregulierung von 99% der Gene, wohingegen durch Doxorubicin 65% der Gene heraufreguliert wurden. Die Anzahl der differentiell regulierten Gene korreliert bei allen 3 Substanzen mit den für diese Zytostatika bekannten klinischen Ansprechraten. Desweiteren zeigen die Ergebnisse, daß die Doxorubicin-vermittelte Apoptose über den intrinsic (mitochondrialen) pathway vermittelt wird. Obwohl die Expression von p53 unbeinflußt bleibt, zeigen sich signifikant erhöhte Werte für CytochromC, APAF-1 und verschiedene Mitglieder der STAT-Gruppe (STAT1+3). Bcl hingegen wird herunterreguliert. Verschiedene Caspasen, darunter Casp1, 3, 6, 8 und 9 werden hochreguliert. Diese könnten Schlüsselmoleküle bei der Doxorubicin-vermittelten Apoptose darstellen.
Schlussfolgerung
Die Studie zeigt, daß Fibrosarkomzellen auf das eingesetzt Zytostatikum mit spezifischen RNA-Expressionsmustern reagieren. Durch Ex-Vivo-Kultivierung humaner Sarkomzellen nach Tumorresektionen könnte durch die Austestung verschiedener Chemotherapeutika deren Wirksamkeit im Hinblick auf Schlüsselgene überprüft werden und so die Entscheidungsfindung zum Einsatz und zur Auswahl des Chemotherapeutikums erleichtert werden. Der durch Doxorubicin vermittelte Apoptoseweg hilft die verschiedenen Mechanismen Chemotherapeutika-vermittelten Zelltodes bei Weichteilsarkomen zu verstehen und bietet eine molekulare Basis für neue Behandlungsstrategien.
