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Einleitung: Die Wechselwirkungen zwischen extrazellulärer Matrix und metastatischen Tumorzellen sind entscheidende Determinanten für die Entstehung von Fernmetastasen. Insbesondere die Migration von Tumorzellen entlang von chemotaktischen Gradienten scheint für die das metastatische Potential und die Organspezifik von essentieller Bedeutung zu sein. Da die extrazelluläre Matrix in verschiedenen Zielorganen der Metastasierung differentiell zusammengesetzt ist, gingen wir in unserer Studie davon aus, daß die Matrixkomposition das migratorische Verhalten von Tumorzellen beeinflußt. Daher haben wir die trajektorielle Zellmigration entlang von chemotaktischen Gradienten bei Tumorzellen mit unterschiedlichem metastatischen Potential untersucht.

Material und Methoden: Mit Hilfe einer Kombination von Phasenkontrast- und Zeitraffermikroskopie sowie Einzelzelltracking konnten wir die Strecken- und Geschwindigkeitstrajektorien der Tumorzellmigration untersuchen. Diese Vektoren wurden über 10 bzw. 60 min bei gerichteter und ungerichterer chemotaktischer Migration auf unterschiedlichen Matrixkomponenten (Typ I Kollagen, Laminin, Fibronektin) ermittelt. Hoch- (MDA-MB231, MDA-MB361) und niedrig (MDA-MB468) metastatische Zellen wurden in ihrem Verhalten verglichen.

Ergebnisse: Alle untersuchten Zellen wiesen eine Basismotilität auf, auch wenn kein chemotaktischer Stimulus vorhanden war. Bei allen Matrixkomponenten kam es zu einer signifikanten Steigerung der Motilität in Abhängigkeit von der Intensität der chemotaktischen Stimuli (z.B. MDA-MB231 auf Laminin: 0,78 vs. 1,10 µm/min). Die gerichtete Zellmigration über die Zeit und ist nicht geradlinig. Bei allen untersuchten Zellinien waren signifikante Unterschiede zwischen den einzelnen Matrixproteinen festzustellen (z.B. Kollagen - MDA-MB361: 0,93 vs. MDA-MB468 1,90 µm/min). Die Stimulation mit Serum zeigte keine Korrelation zwischen metastatischem Potential und trajektorieller Zellmigration.

Schlussfolgerung: Die Bestimmung der trajektoriellen Tumorzellmigration zeigte eine Abhängigkeit von der zugrundeliegenden extrazellulären Matrix, wodurch das unterschiedliche Migrationsverhalten in verschiedenen Metastasierungsorganen erklärt werden könnte. Durch chemotaktische Stimulation wird eine Basismotilität signifikant gesteigert. Die chemotaktische Stimulation durch in Serum enthaltene Wachstumsfaktoren scheint keinen Einfluß auf das metastatische Potential zu haben. Weitere Analysen müssen daher andere chemotaktische Substanzen, wie z.B. Chemokine, einschließen.