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Validierung fluoreszierender Peptidkonjugate für die optische Bildgebung gastrointestinaler Tumormodelle in der Nacktmaus (2013)

Art

Hochschulschrift

Autor

Karthaus, Cordula (WE 12)

Quelle

Berlin: Mensch und Buch Verlag, 2013 — X, 139 Seiten

ISBN: 978-3-86387-348-6

Verweise

URL (Volltext): https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/3281

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Abstract / Zusammenfassung

Das kolorektale Karzinom ist die zweithäufigste Krebserkrankung in Deutschland. 95 % der kolorektalen Adenokarzinome entwickeln sich als sog. Adenome über dysplastische Veränderungen in der Mukosa. Diese Krebsvorstufen können im Rahmen einer Koloskopie entfernt werden, das von ihnen ausgehende Risiko wird damit stark vermindert. Dennoch werden bei präventiv durchgeführten Koloskopien 25 % bis 30 % der Adenome übersehen, überwiegend kleine und flache. Nahinfrarot (NIR)-Kontrastmittel sind in Kombination mit fluoreszenzunterstützter Koloskopie ein vielversprechendes Konzept, diese Vorstufen sichtbar zu machen. Solange adenomspezifische Kontrastmittel nicht verfügbar sind, muss die technische Evaluierung solcher Konzepte an Tiermodellen und Kontrastmitteln für das entwickelte Adenokarzinom verfolgt werden. Zudem war ein orthotop implantierbares Karzinommodell für die endoskopische Beobachtung im Kleintier bisher nicht verfügbar. Ziel dieser Dissertation war es daher, auf der Basis humaner Adenokarzinomzellen ein orthotopes kolorektales Tumormodell in der immundefizienten Nacktmaus im Bereich des Colon descendens zu etablieren. Das Tumorwachstum sollte minimalinvasiv mit einem starren Kleintierendoskop und Biolumineszenz überwacht werden. Im weiteren Verlauf sollte das Modell in der NIR-Bildgebung mit zielgerichteten Kontrastmitteln zum Einsatz kommen. Um die Situation dem Krankheitsbild des humanen Patienten nachzuempfinden, wurden drei humane kolorektale Adenokarzinom-Zelllinien verwendet. Die Zellen stammten von Patienten mit unterschiedlichen Krankheitsstadien und unterschieden sich in ihrem Wachstumsverhalten. Die Zellen wurden in unterschiedlichen Zahlen und Suspensionen transplantiert. Durch Verdopplung der injizierten Zellzahl konnte die prozentuale Anwachsrate der Tumorzellen im Versuchstier verbessert werden. Durch zusätzliche Einbettung der Zellen in eine wachstumsfaktorhaltige Gelmatrix wurden besonders hohe Anwachsraten im Versuchstier erzielt. Die Implantation aller drei Zelllinien war erfolgreich, signifikante Unterschiede in den Anwachsraten wurden nicht beobachtet. Das Modell wurde zusätzlich im histologischen Präparat und über immunhistochemische Analysen validiert. Tumorwachstum und Metastasierung konnten durch die stabile Luciferase- Expression der transplantierten Adenokarzinomzellen in vivo mittels Luciferin- Injektion und Biolumineszenzmessung am Versuchstier überwacht werden. Durch den Einsatz des Kleintierendoskopes konnte das Tumorwachstum direkt beobachtet werden. Integrine spielen u. a. eine Rolle in der Entstehung und im Wachstum kolorektaler Tumoren. Erste NIR-Untersuchungen an tumortragenden Versuchstieren erfolgten mit Hilfe eines gerichteten Kontrastmittels. Dabei konnte die Expression des αvβ3- Integrins auf den transplantierten Tumorzellen ausgenutzt werden. IntegriSense680 ist ein Integrin-Antagonist, der gegen das αvβ3-Integrin gerichtet und an einen NIR-Farbstoff gekoppelt ist. Nach einer Injektion in das Versuchstier erfolgte die Analyse der Kontrastmittelverteilung im Darm mit einem NIR-Laser- Faserendoskop ex vivo. Damit konnte gesunde Mukosa deutlich vom Tumorgewebe abgegrenzt werden. Durch die Kolokalisation des Fluoreszenz- und Biolumineszenzsignals konnte gezeigt werden, dass sich das verwendete NIRKontrastmittel primär in Biolumineszenz- positiven Arealen anreichert. Dies wurde auch an Kryoschnitten mit Hilfe eines NIR-Scanners bestätigt. Dieses neu etablierte orthotope kolorektale Tumormodell kann als Grundlage für die Validierung neuer Kontrastmittel und therapeutischer Ansätze verwendet werden. Sobald adenomspezifische Biomarker verfügbar sind, können die hier gewonnenen Erkenntnisse in der Fluoreszenz- und Lumineszenzbildgebung auch als Grundlage für Untersuchungen an Tumorvorstufen genutzt werden. Die Kombination aus resultierenden technischen und molekularen Erkenntnissen sollte langfristig zur Entwicklung eines fluoreszenzbasierten Kontrastmittels für die präventive Koloskopie am Menschen führen.