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Titel:Die Rolle des DDR1 beim Glioblastoma multiforme
Autor:Duong Phu, Kien Alex
Weitere Beteiligte: Bartsch, Jörg Walter (Professor Dr. rer. nat.), Strik, Herwig (Professor Dr. med)
Veröffentlicht:2019
URI:http://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2019/0421
DOI: https://doi.org/10.17192/z2019.0421
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2019-04214
Publikationsdatum:2019-11-05
DDC: Medizin, Gesundheit
Titel(trans.):The role of DDR1 in Glioblastoma multiforme

Dokument

Schlagwörter:
DDR1, Nestin, Glioblastoma multiforme

Zusammenfassung:
Das Glioblastoma multiforme (GBM) ist der aggressivste (WHO Grad IV) und der häufigste hirneigene Tumor. Die Standardtherapie beim GBM besteht aus einer größtmöglichen und sicheren Tumorresektion gefolgt von einer adjuvanten Radio- und Chemotherapie mit Temozolomid (TMZ). Trotz der konsequenten Therapie hat das GBM mit einer medianen Überlebensrate von 14-15 Monaten eine schlechte Prognose. Die Zellen dieses extensiv infiltrierenden Tumors interagieren mit dem Kollagen der extrazellulären Matrix. Stammzellen des GBM (GBM SZ) sind in kollagenreichen Nischen vor antineoplastischen Behandlungen geschützt. Die hier vorgelegte Arbeit untersuchte die Rolle des Discoidin-Domain-Receptor-1 (DDR1), einem Kollagen-Rezeptor, in der Biologie maligner Gliome. Hierbei wurde die Interaktion zwischen GBM SZ und der Kollagenmatrix über diesen Rezeptor näher betrachtet. Dabei konnte mit immunhistochemischer Markierung bestätigt werden, dass sich die GBM SZ in unmittelbarer Nähe zum Kollagen befinden und diese auch DDR1 exprimieren. Zudem wurde die Aberranz von GBM SZ und dem DDR1-Expressionsprofil in patienten-gematchten Proben von Primus und Rezidiv miteinander verglichen. Es konnte kein Unterschied im DDR1-Expressionsstatus und in den Stammzell-Akkumulationen zwischen Tumorgewebe aus Primus und Rezidiv demonstriert werden. Um nachzuweisen, dass die DDR1 Expression charakteristisch für den Stammzellphänotyp im GBM ist, wurde sowohl die DDR1-Expression auf Proteinebene über einen Immunfluoreszenz-basierten Nachweis als auch der DDR1-Genexpressionsstatus über die quantitative real-time Polymerase-Ketten-Reaktion (qPCR) analysiert. Hierbei wurden primäre humane Zellen verglichen, die einerseits unter Stammzellbedingungen und andererseits unter Differenzierungsbedingungen kultiviert wurden. Es konnte zwischen differenzierten und unter Stammzellbedingungen kultivierten Zellen in der DDR1-Expression ein geringer Unterschied beobachtet werden, ein größerer zeigte sich vor allem in der Membran-Lokalisation von DDR1. Es ließ sich jedoch kein quantifizierbarer Unterschied in der DDR1-Genexpression zwischen beiden Zelltypen feststellen. Weiterhin wurde die inhibitorische Wirkung eines DDR1-Inhibitors auf primäre humane GBM SZ über das Western Blot-Verfahren studiert, indem vor allem die Wirkungskinetik des DDR1-Inhibitors via Phosphorylierungsstatus des DDR1 überprüft wurde. Da die Analyse des DDR1-Phosphorylierungsstatus noch nicht ausreichend etabliert werden konnte, lieferte die Untersuchung der inhibitorischen Wirkung des genutzten DDR1-Inhibitors keine verwertbaren Ergebnisse. Die hier vorgestellten Ergebnisse bieten die Rationale für weitere Untersuchungen, insbesondere von Dosis-Wirkungs-Kurven zum Vergleich einer Kombinationsbehandlung aus DDR1-Inhibitor und TMZ mit einer Behandlung aus TMZ allein, um zu klären, ob die Kombinationsbehandlung der Monotherapie aus TMZ überlegen ist. Damit könnte die wissenschaftliche Grundlage für eine Verbesserung der Wirksamkeit der zytotoxischen Chemotherapie in der klinischen Routine gelegt werden.

Summary:
Glioblastoma multiforme (GBM) is not only the most aggressive (WHO Grade IV) but also the most common type of malignant brain tumors. The current standard GBM therapy consists of a maximal and safe resection of the tumor, followed by combined adjuvant therapy with radiation and chemotherapy using temozolomide (TMZ). Despite this intense therapy regimen, GBM still has a bad prognosis with a median survival rate of only 14-15 months. It is an accepted concept that in GBM tumor cells can interact with collagen, a component of the extracellular matrix. In particular, tumor stem cells in GBM (GBM SCs) can anchor to collagen-rich niches in order to protect themselves against treatment-induced cell death. This thesis examines the role of the collagen receptor Discoidin-Domain-Receptor 1 (DDR1), for the interaction between GBM SCs and collagen. The localization of GBM SCs in a collagenous environment and their abundant DDR1 expression was confirmed with immunohistochemistry. Moreover, the aberrance of GBM SC and DDR1 expression status in patient-matched samples, which consist of tissue of primary and recurrent tumor, was analyzed. No significant difference, however, of DDR1 expression and accumulation of GBM SCs between both tumor tissues was found. In order to prove DDR1 expression as a distinctive feature of the stem cell phenotype, DDR1 expression levels on protein and messenger RNA (mRNA) were analyzed by immunofluorescence and quantitative real-time polymerase chain reaction (qPCR), respectively. For this analysis, primary human GBM SCs, cultivated both under stem cell conditions and differentiation conditions, were used. The difference in DDR1 expression between both types of cells was minor and most prominent at the DDR1 localization at the cell membrane. However, there was no quantitative difference in DDR1 gene expression as determined by qPCR. In addition, the inhibitory effect of a DDR1 inhibitor on primary human GBM SCs was evaluated by western blot using an antibody against phosphorylated DDR1. This analysis however yielded no useful results as a consequence of problems establishing this method. Taken together, the results of this work give rise to further examinations, especially for functional studies with dose-response curves to compare a combined therapy including DDR1 inhibitor and TMZ with a monotherapy consisting of TMZ only to investigate an eventual advantage of combined treatment. This might provide the scientific base to enhance the efficacy of antineoplastic chemotherapy.


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