Das triple negative Mamma-Karzinom stellt eine Tumorart dar, welche besonders junge Frauen betrifft und eine schlechte Prognose aufweist. Unterstützende und pro- gnoseverbessernde Therapien sind deshalb Gegenstand aktueller Forschung. Eine mögliche unterstützende Therapie stellt hierbei die ketogene Diät dar. Diese Arbeit untersuchte die Fragestellung, ob β-Hydroxybutyrat (3OHB), welches als Hauptme- tabolit unter ketogener Diät oder beim Fasten erhöht ist, Einfluss auf das Zellwachs- tum triple-negativer Brustkrebszellen ausübt. Außerdem wurde eruiert, ob 3OHB die üblichen Behandlungsformen - Chemotherapie und Strahlentherapie - positiv oder negativ beeinflusst. In vitro wurden Versuche mit drei triple-negativen Brust- krebszellreihen unter möglichst physiologischen Bedingungen durchgeführt. Hierbei konnte durch 3OHB weder ein wachstumsfördernder noch ein wachstumshemmender Effekt beobachtet werden. Genauso zeigte sich bei den Chemo- oder Strahlenthera- pieversuchen keine durch 3OHB induzierte Wechselwirkung. In vivo durchgeführte Studien über den Einfluss einer ketogenen Diät finden sich nur vereinzelt. Um be- lastbare Daten zu erhalten werden deshalb weitere Studien in Zukunft vonnöten sein. Eine ketogene Diät könnte hierbei im Rahmen eines multimodalen Therapie- konzeptes eine unterstützende Rolle spielen, wofür erste Einzelfallstudien Hinweise geben / Triple-negative breast cancer is an aggressive cancer subtype affecting predominantly younger women. Owing to the worse prognosis obtained with standard therapy, alternative supportive approaches like ketogenic diet gain popular interest. Beta-hydroxybutyrate (3-OHB) is the main physiologic substrate generated during ketogenic diet. In this paper the effect of 3-OHB on metabolism, proliferation, and viability of triple negative breast cancer cells in vitro with exposure to cytotoxic chemotherapy and radiation was investigated. Different concentrations for 3-OHB, oxygen, chemotherapeutic agents and radiation doses were applied, resembling physiologic conditions within the tumor. 3-OHB did not influence cell proliferation and metabolism. Neither an inhibitory nor a growth-promoting effect for 3-OHB could be detected. The cytotoxic effects of chemotherapeutic agents as well as radiation were similar with or without the addition of 3-OHB. Given the limitations of in-vitro studies and the promising results of individual case studies, clinical trials investigating the effects of a ketogenic diet are necessary to provide further insights.

Brustkrebs ist die häufigste maligne Erkrankung der Frau. Die Therapie setzt sich in der Regel individuell aus den Bausteinen der chirurgischen Tumorexzision, der Bestrahlung und der systemischen Therapie zusammen. Daneben gewinnt die ketogene Diät als supportiver Therapieansatz immer mehr an Aufmerksamkeit und Forschungsinteresse. Diese Ernährungsform imitiert durch starke Restriktion der Kohlenhydratzufuhr den Fastenstoffwechsel, da Blutzucker- und konsekutiv auch Insulinspitzen im Blut vermieden werden. Eine tragende Rolle kommt dabei der Bildung von Ketonkörpern, allen voran Betahydroxybutyrat, zu, die sowohl in den Tumorstoffwechsel als auch in immunologische Prozesse eingreifen können. In dieser Arbeit wurde ausgewählten Brustkrebszellen 3 mM Betahydroxybutyrat zugesetzt und ihr Wachstumsverhalten, ihre Chemo- und Radiosensitivität im Vergleich zu Kontrollzellen erfasst. Die Kontrollzellen wurden identisch behandelt, jedoch wurde Ihnen kein Betahydroxybutyrat zugefügt. Es zeigte sich dabei kein statistisch signifikanter Unterschied zwischen den beiden Zellgruppen. / Breast cancer is the most common malignant disease in women. The therapy usually includes surgical tumor excision, radiation and systemic therapy. In addition, the ketogenic diet is gaining more and more attention as a supportive therapeutic approach. This form of nutrition mimics the fasting metabolism by strongly restricting the carbohydrate intake, since peaks in blood glucose levels and consequently in insulin levels are avoided. The formation of ketone bodies, especially Beta-hydroxybutyrate, plays a key role in this, since ketone bodies can intervene both in tumor metabolism and in immunological processes. In our experiment, selected breast cancer cells were treated with 3 mM Beta-hydroxybutyrate and their proliferation, chemo- and radiosensitivity compared to control cells were examined. Control cells were treated identically but were not exposed to Beta-hydroxybutyrate. It can be stated that there was no statistically significant difference between the two groups.

Beta-Hydroxybutyrat (3OHB) ist ein physiologischer Ketonkörper,wie er zum Beispiel im Rahmen einer ketogenen Diät als alternativer Energielieferant produziert wird. Außerdem ist 3OHB ein Modulator von Zellhämostase und zahlreichen Signalwegen. Ziel dieser Arbeit war, zu untersuchen ob 3OHB die Polarisation von Makrophagen beeinflusst und ob er deren Interaktion mit Sphäroiden aus Brustkrebszellen beeinflusst wird. Die Makrophagen-Subtypen (M0, M1 und M2) wurden aus THP1-Zellen polarisiert. Die Subtypen wurden auf den Oberflächenmarker CCR7, sowie auf das Protein Indolamin-2,3-Dioxygenase (IDO) untersucht. Außerdem wurde die Expression von Monocarboxylat-Transportern 1 und 4 (MCT1, MCT4) und die Expression von G-Protein-gekoppelten-Rezeptoren 41, 43 und 109A (GPR41, GPR43, GPR109A) untersucht. In den Tests zur Gen- und Proteinexpression konnte festgestellt werden, das die Transporterproteine und Oberflächenrezeptoren, die zur Verwertung von 3OHB und zu einer möglichen Beeinflussung der Zellen durch 3OHB notwendig sind, bei den Makrophagen-Subtypen vorhanden sind. Das Gelingen der Polarisation wurde zumindest für die M1‑Fraktion durch den durchgeführten IDO‑Versuch gesichert. Des Weiteren wurde eine mögliche Beeinflussung des Zytokinspektrums der Fraktionen durch die Polarisation, sowie durch unterschiedliches Angebot an Sauerstoff und Anwesenheit von 3OHB untersucht. Die Zusammenschau der experimentellen Ergebnisse lässt die Aussage zu, dass 3OHB eine immunmodulierende Wirkung auf die getesteten Makrophagen-Fraktionen hat. Weitere Schlussfolgerungen unserer Versuche waren nicht immer eindeutig, und zum Teil widersprechen sie den Ergebnissen aus bisherigen Studien, was die Komplexität der Interaktionen zwischen Zyto- und Chemokinen, Makrophagen-Subtypen und beeinflussenden Faktoren verdeutlicht, sodass man von einer Übertragbarkeit der in vitro Ergebnisse auf eine in vivo Situation aktuell nicht ausgehen kann. Zusätzlich wurden die vier Fraktionen auf ihr Migrations-und Invasionsverhalten untersucht, letzteres anhand von Sphäroiden aus der Brustkrebszelllinie BT20. Diese scheinen unter Einfluss von 3OHB ebenfalls moduliert, wobei hier noch vielfältige Möglichkeiten der weiteren Austestung dieser Annahme bestehen. / Beta-hydroxybutyrate (3OHB) is a physiological ketone body that is produced, for example, as part of a ketogenic diet as an alternative source of energy. In addition, 3OHB is a modulator of cell hemostasis and numerous signaling pathways. The aim of this work was to investigate whether 3OHB influences the polarization of macrophages and whether it affects their interaction with spheroids from breast cancer cells. The macrophage subtypes (M0, M1 and M2) were polarized from THP1 cells. The subtypes were analyzed for the surface marker CCR7, as well as for the protein indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO). In addition, the expression of monocarboxylate transporters 1 and 4 (MCT1, MCT4) and the expression of G-protein-coupled receptors 41, 43 and 109A (GPR41, GPR43, GPR109A) were examined. The tests on gene and protein expression showed that the transporter proteins and surface receptors required for the utilization of 3OHB and for a possible influence of 3OHB on the cells are present in the macrophage subtypes. The success of the polarization was ensured, at least for the M1 fraction, by the IDO experiment. Furthermore, a possible influence on the cytokine spectrum of the fractions by the polarization, as well as by different supply of oxygen and presence of 3OHB was investigated.The summary of the experimental results allows the conclusion that 3OHB has an immunomodulating effect on the tested macrophage fractions.Further conclusions of our experiments were not always clear and partly contradict the results of previous studies, which illustrates the complexity of the interactions between cyto- and chemokines, macrophage subtypes and influencing factors, so that a transferability of the in vitro results to an in vivo situation cannot be assumed at present. In addition, the four fractions were examined for their migration and invasion behavior, the latter using spheroids from the BT20 breast cancer cell line.These also appear to be modulated under the influence of 3OHB, although there are still many possibilities for further testing this assumption.