gms | German Medical Science

Einleitung: Die hämatogene intrahepatische Metastasierung ist ein häufiger Grund für ein Tumorrezidiv nach kurativer Leberresektion oder -transplantation bei Hepatozellulärem Karzinom (HCC). Die molekularbiolgischen Grundlagen dieses organspezifischen Homings zirkulierrender Tumorzellen ist von grundlegender Bedeutung für Etablierung inovativer Therpiekonzepte. Durch die Vermittlung von Chemokinrezeptoren können Tumorzellen lymphoides Eigenschaften wie Homing in unterschiedliche Organe imitieren.In der vorliegenden Studie wird die Rolle des Chemokinrezeptors CXCR4 für das Homing von HCC-Zellen in die Leber am Rattenmodell in vivo untersucht.

Material und Methoden: Die humane Zellinie HEP G2 eines hepatitsnegativen Hepatozellulären Karzinoms wurde als Testsystem verwendet. Die Chemokinrezeptorexpression wurde mittels Durchflußzytometrie (FACS) bestimmt. Tumorzelladhäsion an Kollagen und Fibronektin wurden in statischen Adhäsionsassays quantifiziert. Chemotaxis wurde in Kollagen und Fibrinogen beschichteten Trans-well-Chambers analysiert. Tumorzelladhäsion und Migration in vivo wurden in dem bereits früher beschriebenen Modell der intravital Mikroskopie der Rattenleber semiquantitativ bestimmt Als Versuchstiere dienten männliche Sprague-Dawley-Ratten (250-300g). Die Anzahl adhärenter Tumorzellen und die Rate extravadierter Tumorzellen wurde durch Intravitalmikroskopie von 30 Gesichtsfeldern (GF) in 5 Minuten Intervallen quantifiziert Der Nachweis und die Lokalisation des CXCR4 Liganden CXCL12 in der humanen Leber erfolgte durch Immunhistochemie. Mittelwerte wurden nach Prüfung auf Normalverteilung mittels T-Test verglichen. Statistische Signifikanz war bei p<0,05 gegeben.

Ergebnisse: CXCR4 war in 97% der HEP G2 Zellen exprimiert. Der Ligand CXCL12 induziert Konzentrationsabhängig (0 ng/ml; 25 ng/ml, 75 ng/ml; 100 ng/ml) eine gerichtete Migration von HEP G2 Zellen im Transwell-assay. Die Inkubation mit anti-CXCR4 Antikörper inhibiert die Chemotaxis spezifisch. Die Tumorzelladhäsion an Kollagen oder Fibrinogen wurde durch anti-CXCR4 IgG nicht signifikant beeinflußt. Die immunhistochemische Analyse humaner Lebern ohne Zeichen einer Hepatitis oder Zirrhose, zeigt eine deutliche CXCL12-Positivität entlang des sinusoidalen Endothels. Weiterhin zeigten Kupffer’sche Sternzellen eine starke CXCL12 Expression. Native HEP G2-Zellen zeigten nach intraarterieller Injektion in die Ratte eine spezifische Zelladhäsion in den Lebersinusoiden die nicht mechanisch bedingt war. Nach 30 Minuten waren 44,2 ±3,4 Zellen /30 GF adhärent und 22% ±4% dieser Zellen extravadiert. Nach Inkubation der Zellen mit blockierendem anti-CXCR mAb 30 min. vor der Injektion resultierte waren 49,4 ±24 Zellen /30 GF (n=10) adhärent (n.s.) allerdings war die Migrationsrate signifikant vermindert 6% ±5% (n=12); p<0,05).

Schlussfolgerung: Chemokinrezeptoren und insbesondere CXCR4 sind auf humanen HCC-Zellen exprimiert. Der einzige bekannte Ligand des CXCR4-Rezeptors, CXCL12 ist am sinusoidalen Endothel und in den Kupffer’ schen Sternzellen ideal positioniert um ein Homing der zirkulierender Tumorzellen Extravasation zu regulieren.