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Einleitung: Trotz der jüngsten molekularbiologischen Erkenntnisse beim duktalen Pankreaskarzinom fehlen spezifische Marker zur frühzeitigen Erkennung eines metastatischen Wachstums, welches chirurgische Behandlungsoptionen limitiert. Mittels Genexpressionsanalysen könnten solche Marker detektiert werden, jedoch werden diese Analysen durch den hohen Anteil von RNAsen und durch den Mangel an geeigneten Tiermodellen bei Pankreaskarzinom erschwert. Mit dem orthotopen Modell der SCID (severe combined immun deficiency)-Maus wurde ein in-vivo Modell etabliert, dass hochwertigen RNA-Proben liefert und die humane Metastasierungskaskade widerspiegelt. Um Marker einer frühzeitigen Metastasierung detektieren zu können, analysierten wir die differentielle Genexpression von Lebermetastasen und duodenaler Invasionsfront in bezug auf den Primärtumor.

Material und Methoden: Humane MiaPaca-Zellen wurden orthotop (Pankreaskopf) in SCID-Mäuse (n=18) implantiert. Primärtumor, duodenale Invasionsfront und Lebermetastasen wurden nach 43-67 Tagen seziert, die RNA isoliert und nach Konverson in cDNA auf HGU133A Microarrays (Affymetrix) hybridisiert. Die resultierenden Daten wurden qualitätskontrolliert (Ausschluß von Transkriptionsvarianten, Korrelationsanalysen der Arrays), Normalisiert (inklusive Skalierung der Arraydaten) und einer Varianzanalyse (ANOVA) unterzogen (Microarray Analysis Solution, SAS). Zur Detektion differentiell exprimierter Gene wurden hierachische Clusteranalysen und Volcanoplots angefertigt. Die so identifizierten Gene (>10-6) wurden einer explorativer Datenanalyse und Pathwayanalysen (GenSetEnrichment, Ingenuity) unterzogen.

Ergebnisse: Hochsignifikant (>10-6) verändert waren insgesamt 1066 von 22283 Genen. In bezug zum Primarius waren in Lebermetastasen 196 Gene, in der duodenalen Invasionsfront 964 Gene verändert. Durch Pathwayanalysen konnten biologisch relevante Gene identifiziert werden und ein Panel von 14 Genen für Lebermetastasierung und lokale Tumorinvasion zusammengestellt und weiter validert werden. Funktionell konnten diese Gene z.B. in die Bereiche Apoptose (BNIP3L, GADD45A), Angiogenese (VEGF) oder Zellmigration und -adhäsion (SERPINE1) einordnet werden.

Schlussfolgerung: Mittels des orthotopen SCID-Maus Modells lässt sich die humane Metastasierungskaskade in-vivo simulieren, was die Etablierung valider Genexpressionsanalysen mittels Arraytechnik ermöglicht. Die identifizierten Markergene für lokale Tumorinvasion und Lebermetastasierung des duktalen Pankreaskarzinoms lassen sich in die apoptotische Kaskade, Zellinteraktionen und auch Angiogenese einordnen und bedürfen der weitergehenden funktionellen Validierung.