Beeinflussung der Ex-vivo-Chemoresponse von Plattenepithelkarzinomen der Kopf-Hals-Region auf Cisplatin und Docetaxel durch 5-Fluorurazil

An 100 Tumorproben mit HNSCC (head and neck squamous cell carcinoma) von 92 Patienten wurde mit Hilfe des FLAVINO-Assays erstmalig das Adhärenzverhalten von Plattenepithelzellen bei unterschiedlichen Beschichtungen untersucht und anschließend eine Ex-vivo-Chemoresponsetestung durchgeführt. Hierbei kamen als Beschichtungsproteine humanes Laminin [L], humanes Fibronektin [hFN], Kollagen I [K] aus Rattenschwänzen und eine vorteilhafte Mischung aus unterschiedlichen extrazellulären Proteinen [ECM] zur Anwendung. Zusätzlich wurde eine ECM-Platte noch mit 2,2 Gy einmalig bestrahlt. Ziel der Chemo-responsetestung war es, den Einfluss des Integrin-Inhibitor Cilengitide [Cil] auf HNSCC gegenüber den Standardtherapeutika Cisplatin [Cis], Docetaxel [DTX] und Cetuximab [Cetux] zu testen und letztendlich eine optimale Kombination zur Verbesserung der Prognose für HNSCC zu gewinnen. 41% der Tumorproben zeigten ein Koloniewachstum, wobei die höchste Koloniebildung auf der bestrahlten ECM-Beschichtung ausgezählt werde konnte, dicht gefolgt von der Kollagenbeschichtung. 10 µM Cil als Monotherapie konnten bei HNSCC eine Koloniereduktion von 23% erzielen, 66,6 µg/ml Cetux von 53% und beide in Kombination 55%. Cis als potente Monosubstanz in Verwendung 6,667 µM erzielten eine fast vollständige Koloniereduktion von 96%, wohingegen 550 nm DTX nur 66% Reduktion erreichten. In binärer, tertiärer und quartärer Kombination aller vier Chemotherapeutika ist nur eine komplette Koloniereduktion zu erreichen, wenn Cis in der Dosierung 6,667 µM verwendet wird. Cil in Kombination mit DTX, Cetux und Cis konnte nach zusätzlicher Bestrahlung eine 100%ige Koloniereduktion erreichen und kann somit als potenter Radiosensitizer angesehen werden.

Beeinflussung der Ex-vivo-Chemoresponse von Plattenepithelkarzinomen der Kopf-Hals-Region auf Cisplatin und Docetaxel durch 5-Fluorurazil

An 100 Tumorproben mit HNSCC (head and neck squamous cell carcinoma) von 92 Patienten wurde mit Hilfe des FLAVINO-Assays erstmalig das Adhärenzverhalten von Plattenepithelzellen bei unterschiedlichen Beschichtungen untersucht und anschließend eine Ex-vivo-Chemoresponsetestung durchgeführt. Hierbei kamen als Beschichtungsproteine humanes Laminin [L], humanes Fibronektin [hFN], Kollagen I [K] aus Rattenschwänzen und eine vorteilhafte Mischung aus unterschiedlichen extrazellulären Proteinen [ECM] zur Anwendung. Zusätzlich wurde eine ECM-Platte noch mit 2,2 Gy einmalig bestrahlt. Ziel der Chemo-responsetestung war es, den Einfluss des Integrin-Inhibitor Cilengitide [Cil] auf HNSCC gegenüber den Standardtherapeutika Cisplatin [Cis], Docetaxel [DTX] und Cetuximab [Cetux] zu testen und letztendlich eine optimale Kombination zur Verbesserung der Prognose für HNSCC zu gewinnen. 41% der Tumorproben zeigten ein Koloniewachstum, wobei die höchste Koloniebildung auf der bestrahlten ECM-Beschichtung ausgezählt werde konnte, dicht gefolgt von der Kollagenbeschichtung. 10 µM Cil als Monotherapie konnten bei HNSCC eine Koloniereduktion von 23% erzielen, 66,6 µg/ml Cetux von 53% und beide in Kombination 55%. Cis als potente Monosubstanz in Verwendung 6,667 µM erzielten eine fast vollständige Koloniereduktion von 96%, wohingegen 550 nm DTX nur 66% Reduktion erreichten. In binärer, tertiärer und quartärer Kombination aller vier Chemotherapeutika ist nur eine komplette Koloniereduktion zu erreichen, wenn Cis in der Dosierung 6,667 µM verwendet wird. Cil in Kombination mit DTX, Cetux und Cis konnte nach zusätzlicher Bestrahlung eine 100%ige Koloniereduktion erreichen und kann somit als potenter Radiosensitizer angesehen werden.

Das Monozyten chemotaktische Protein-1 (MCP-1) ist ein CC-Chemokin, das in seiner Rolle als Chemoattraktor auf Monozyten in der Genese von Malignomen eine wesentliche Rolle spielt. Dabei kann es sowohl zur lokalen Tumorabwehr als auch zur Tumorgenese, Tumor-angiogenese und Metastasierung beitragen. Die vorliegende Arbeit untersucht die MCP-1-Inhibition und die Stimulation durch MCP-1 auf die Koloniebildung und die Zytokinexpression von Plattenepithelkarzinomen der Kopf-Hals-Region (HNSCC) im FLAVINO-Assay. Dieser ist ein klonogener, qualitätskontrollierter Ex-vivo-Koloniebildungsassay, der an der Klinik für Hals-Nasen-Ohrenheilkunde der Universität Leipzig etabliert und patentiert wurde und unter flavinschützenden Bedingungen durchgeführt wird. Weiterhin wird die Eignung von MCP-1, Interleukin-6 (IL-6), Interleukin-8 (IL-8) und des Vascular endothelial growth factor (VEGF) als Biomarker in HNSCC, die mithilfe von ELISA in Seren und Kulturüberständen quantifiziert wurden, untersucht. Durch die Stimulation durch MCP-1 und dessen Blockade sowie durch in vivo tolerierbare Konzentrationen von Cisplatin, Docetaxel, Cilengitide und Temsirolimus wurde die Expression der untersuchten Zytokine in den Kulturüberständen der HNSCC unterschiedlich moduliert. Cisplatin und MCP-1 supprimierten die Koloniebildung signifikant, während unter Docetaxel und Temsirolimus eine insignifikante Reduktion und durch Cilengitide eine insignifikante Stimulation der Koloniebildung beobachtet wurde. Die MCP-1-Blockade durch einen Anti-MCP-1-Antikörper führte zu keiner signifikanten Modulation der Koloniebildung. MCP-1 und der Anti-MCP-1-Antikörper senkten die Zytokinexpression, während bis auf Cisplatin alle Zytostatika die Zytokinexpressionen steigerten. Bezüglich der kombinierten Testung der Zytostatika und der MCP-1-Blockade bzw. Stimulation unterschieden sich die Proben, sodass additive, synergistische und antagonistische Effekte resultierten. Da durch MCP-1 gesteuerte tumorassoziierte Makrophagen das Mikromilieu eines Tumors wesentlich beeinflussen, gebührt diesen ebenfalls eine besondere Aufmerksamkeit. In dieser Arbeit wurden unter MCP-1 antitumoröse Effekte beobachtet, sodass weitere klinische Testungen der antitumorösen Wirkung des MCP-1 auf HNSCC lohnenswert erscheinen. Die individuelle Chemoresponse-Testung kann dabei helfen, das biologisch heterogene Verhalten der HNSCC besser zu verstehen. In diesem Sinne wäre die klinische Validierung solcher Testsysteme wertvoll.

Das Monozyten chemotaktische Protein-1 (MCP-1) ist ein CC-Chemokin, das in seiner Rolle als Chemoattraktor auf Monozyten in der Genese von Malignomen eine wesentliche Rolle spielt. Dabei kann es sowohl zur lokalen Tumorabwehr als auch zur Tumorgenese, Tumor-angiogenese und Metastasierung beitragen. Die vorliegende Arbeit untersucht die MCP-1-Inhibition und die Stimulation durch MCP-1 auf die Koloniebildung und die Zytokinexpression von Plattenepithelkarzinomen der Kopf-Hals-Region (HNSCC) im FLAVINO-Assay. Dieser ist ein klonogener, qualitätskontrollierter Ex-vivo-Koloniebildungsassay, der an der Klinik für Hals-Nasen-Ohrenheilkunde der Universität Leipzig etabliert und patentiert wurde und unter flavinschützenden Bedingungen durchgeführt wird. Weiterhin wird die Eignung von MCP-1, Interleukin-6 (IL-6), Interleukin-8 (IL-8) und des Vascular endothelial growth factor (VEGF) als Biomarker in HNSCC, die mithilfe von ELISA in Seren und Kulturüberständen quantifiziert wurden, untersucht. Durch die Stimulation durch MCP-1 und dessen Blockade sowie durch in vivo tolerierbare Konzentrationen von Cisplatin, Docetaxel, Cilengitide und Temsirolimus wurde die Expression der untersuchten Zytokine in den Kulturüberständen der HNSCC unterschiedlich moduliert. Cisplatin und MCP-1 supprimierten die Koloniebildung signifikant, während unter Docetaxel und Temsirolimus eine insignifikante Reduktion und durch Cilengitide eine insignifikante Stimulation der Koloniebildung beobachtet wurde. Die MCP-1-Blockade durch einen Anti-MCP-1-Antikörper führte zu keiner signifikanten Modulation der Koloniebildung. MCP-1 und der Anti-MCP-1-Antikörper senkten die Zytokinexpression, während bis auf Cisplatin alle Zytostatika die Zytokinexpressionen steigerten. Bezüglich der kombinierten Testung der Zytostatika und der MCP-1-Blockade bzw. Stimulation unterschieden sich die Proben, sodass additive, synergistische und antagonistische Effekte resultierten. Da durch MCP-1 gesteuerte tumorassoziierte Makrophagen das Mikromilieu eines Tumors wesentlich beeinflussen, gebührt diesen ebenfalls eine besondere Aufmerksamkeit. In dieser Arbeit wurden unter MCP-1 antitumoröse Effekte beobachtet, sodass weitere klinische Testungen der antitumorösen Wirkung des MCP-1 auf HNSCC lohnenswert erscheinen. Die individuelle Chemoresponse-Testung kann dabei helfen, das biologisch heterogene Verhalten der HNSCC besser zu verstehen. In diesem Sinne wäre die klinische Validierung solcher Testsysteme wertvoll.