Untersuchungen zur Bedeutung der Interaktion zwischen Tumor- und Stromazellen bei der Invasivitaet von Plattenepithelkarzinomen des Kopf- und Hals-Bereiches anhand der Expressionsverteilung von Matrix Metalloproteinase-9

Die Inzidenz von Plattenepithelkarzinomen des Kopf-Hals-Bereiches (HNSCC) hat in den letzten Jahren stark zugenommen. Diese Tumorentität zeichnet sich durch einen invasiven Charakter, die Neigung zur frühzeitigen Metastasierung und eine schlechte Prognose aus. Um neue Therapiekonzepte zu erarbeiten...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser: Kulle, Carolin
Beteiligte: Mandic, Robert (Dr.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2008
Hals- Nasen- und Ohrenheilkunde
Schlagworte:
MMP
Online Zugang:PDF-Volltext
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Beschreibung
Zusammenfassung:Die Inzidenz von Plattenepithelkarzinomen des Kopf-Hals-Bereiches (HNSCC) hat in den letzten Jahren stark zugenommen. Diese Tumorentität zeichnet sich durch einen invasiven Charakter, die Neigung zur frühzeitigen Metastasierung und eine schlechte Prognose aus. Um neue Therapiekonzepte zu erarbeiten ist es notwendig, die komplexen biologischen Mechanismen der Invasion und Metastasierung zu verstehen. Die Familie der zinkabhängigen Endopeptidasen, der so genannten Matrix Metalloproteinasen, repräsentiert eine Gruppe von Proteinen, die den Ab- und Umbau der extrazellulären Matrix steuern. Diese Proteinasen besetzen eine Schlüsselrolle bei der Tumorzellinvasion und bei diversen Schritten der Metastasierungskaskade. Mittels Western Blot Analyse (WB) und immunhistochemischen Methoden wurde der Expressionsstatus verschiedener MMP-Isoformen in HNSCC-Zelllinien und Tumorgeweben untersucht. Die Tumor-Stroma-Übergangszone wurde mit Hilfe histo- und zytochemischer Färbungen an HNSCC-Zelllinien und Geweben genauer betrachtet. An Co-Kulturen zweier Zelllinien konnte zudem der Einfluss der in vitro Invasivität auf die Expression (WB) und Aktivität (Gelatine Zymographie) der Gelatinase MMP-9 untersucht werden. Mit Hilfe des Electrical Resistance Breakdown Assays (ERBA) wurde die in vitro Invasivität von Zelllinien quantifiziert. Durchgeführt wurden die Versuche an 12 HNSCC-Zelllinien und 15 HNSCC-Patientengeweben. Eine Expression von MMP-1, -3, -7, -9, -11 und -15 wurde in den HNSCC-Geweben und Zelllinien mittels Immunhistochemie und WB nachgewiesen. In der immunhistochemischen Färbung zeigten neben den Tumorzellen auch Fibroblasten des umgebenden Stromas eine MMP Expression. Die als Kontrollgewebe dienende gesunde orale Schleimhaut wies im Vergleich zu den Tumorgeweben eine deutlich geringe Expression von MMPs auf. Die immunhistochemische Färbung deckte eine deutliche Überexpression von MMP-9 an der Tumor-Stroma-Kontaktzone auf. Auf Grund dieses Verteilungsmusters wurde die Rolle dieser Gelatinase in HNSCC näher untersucht. Zusätzlich wurden immunzytochemische Untersuchungen der Tumor-Stroma-Kontaktzone durchgeführt. Diese konnte in vitro durch die Co-Kultur von Fibroblasten und Tumorzellen imitiert werden. Fibroblasten der Zelllinie NIH-3T3 exprimierten MMP-9 teilweise stärker als die Tumorzelllinien. Eine gesteigerte MMP-9 Expression an der Tumor-Stroma-Interaktionszone ließ sich nur sporadisch nachweisen. Im WB konnten hingegen keine durch die Co-Kultur bedingten Veränderungen der MMP-9 Expressionsstärke gezeigt werden. Auch eine signifikante gelatinolytische Aktivität ließ sich nicht belegen. Zusätzlich wurde mit Hilfe des ERBA die Invasivität von einzelnen Zelllinien mit der von Co-Kulturen verglichen. Die Co-Kultur mit Fibroblasten resultierte allerdings in keiner Änderung des invasiven Verhaltens. Es konnte jedoch festgestellt werden, dass HNSCC-Zelllinien in vitro insgesamt weniger invasiv wachsen als in vivo. Die erhobenen Ergebnisse deuten auf eine Induktion der MMP-9 Expression an der invasiven Tumorfront in vivo hin. Diese Beobachtung legt eine Interaktion zwischen Tumorzellen und umgebenden Gewebe nahe, welche die MMP-9 Sekretion zu beeinflussen scheint. Es gelang dagegen nicht, die MMP-9 Expression durch Co-Kultur in vitro zu induzieren. Vermutlich spielen zahlreiche Faktoren aus dem umgebenden Gewebe eine Rolle bei der Invasivität, der Metastasierung und bei der Induktion der MMP-9 Expression, die durch die Co-Kultur nicht hinreichend nachzubilden waren. Diese Untersuchung trug dazu bei, den Stellenwert von MMP-9 in HNSCC weiter aufzuklären. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass MMPs sowohl in HNSCCZelllinien, als auch in Gewebeproben hoch verfügbar sind. Es zeigt sich dabei ein deutlicher Expressionsunterschied zwischen Tumor- und Kontrollgeweben, mit einer Überexpression in Tumoren. Darüber hinaus lässt sich häufig eine verstärkte MMP-9 Expression an den Tumorrändern beobachten. Dies kann als Hinweis auf eine Interaktion zwischen Tumor und umgebendem Stroma gedeutet werden und erscheint bedeutsam, da die Degradation des Gewebes und das Tumorwachstum an der invasiven Tumorfront stattfinden. Eine Induktion der MMP-9 Expression an der Tumor-StromaÜbergangszone konnte, wenn auch nur sporadisch, in Co-Kultur von Tumorzellen und Fibroblasten nachgestellt werden. Diese Tatsache zeigt, dass das Zusammenspiel multipler Faktoren sowohl aus den Tumorzellen selbst, als auch aus dem umgebenden Gewebe, Vorraussetzung für die Invasivität und Metastasierung von Tumoren ist. Um Ansätze für eine bessere Diagnostik und neue Therapien erarbeiten zu können, sollte die Tumor-Stroma-Interaktionszone in weiteren Studien genauer untersucht werden. Die Entwicklung eines spezifisch auf HNSCC-Tumoren anwendbaren Modells zur Nachbildung der Tumorzellinvasivität, ist wünschenswert, um diese Vorgänge besser verstehen zu können.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2008.0415