dc.description.abstract
Bösartige Tumore der Lunge stellen die häufigste Krebstodesursache beim Mann
(23,6%) und die zweithäufigste (13,8%) bei der Frau dar. Das kleinzellige
Bronchialkarzinom macht dabei einen Anteil von rund 13% aus. Die meisten
Patienten sterben jedoch nicht an dem Primärtumor, sondern an den Metastasen.
Das kleinzellige Bronchialkarzinom neigt zu einer sehr frühen Disseminierung,
ist zudem aber hoch sensitiv gegenüber Bestrahlung und Chemotherapie. Aus
diesen Gründen wurde bei den hier vorgestellten Untersuchungen diese
Tumorentität verwendet. Ziel dieser Arbeit war es, die Auswirkungen der
Bestrahlung und/oder Chemotherapie auf die Metastasierung zu untersuchen.
Verschiedene Arbeitsgruppen fanden heraus, dass eine Bestrahlung des
Primärtumors die Metastasierung fördert. Diese Ergebnisse stellen die gängige
Krebstherapie infrage und sind Auslöser für die vorgestellte Studie. Eine
Million Tumorzellen der Zelllinie OH-1 bzw. H69 wurden jeder SCID Maus
subkutan in die rechte Flanke injiziert. Nach Anwachsen eines palpierbaren
Tumorknotens wurden die Tiere in fünf Versuchsarme eingeteilt: die
Anfangskontrollgruppe (keine Therapie, Tötung an Tag zwei), eine
Bestrahlungsgruppe (Bestrahlung mit je 10 Gy an fünf konsekutiven Tagen), eine
Chemotherapiegruppe (Applikation von Cisplatin i.p. an Tag 1), eine
Kombinationsgruppe (Bestrahlung+Chemotherapie) und die Endkontrollgruppe
(keine Therapie). Euthanasiert wurden alle Mäuse der letzten vier Gruppen an
Tag 15. Für die weiteren Analysen wurde das Blut und Knochenmark, die Lunge,
Leber und das Gehirn entnommen. Die DNA wurde aus den Geweben isoliert und
mittels Alu-PCR quantifiziert. Der quantitative Nachweis humaner Zellen in
murinem Gewebe zeigt, dass die Bestrahlung und die Kombinationstherapie die
Anzahl zirkulierender bzw. disseminierender Tumorzellen im Blut
(Anfangskontrollgruppe (K): 4,34 (OH-1)/ 272 (H69), Endkontrollgruppe (E):
316/ 1087, Bestrahlungsgruppe (RT): 0,14/ 20,9 und Radio-und
Chemotherapiegruppe (RChT): 0,12/16,2) und der Lunge (K: 8,71/ 1525, E: 1635/
16425, RT: 0,01/ 277, RChT: 0,01/ 306) und Leber (K: 31,9/18,2, E: 56,5/ 89,2,
RT: 0,01/ 2,93, RChT: 0,01/ 0,45) signifikant reduziert. Die Chemotherapie
allein wirkt sich nicht auf die Metastasierungsrate aus (Chemotherapiegruppe
(ChT): Blut: 403/313, Lunge: 1504/1421, Leber: 33,9/ 63,2). Im Knochenmark und
im Gehirn nimmt die Zahl der Tumorzellen über die Zeit des Tierüberlebens
nicht zu (Knochenmark K: 34,3/ 1,02 E: 2,51/ 1,59, Gehirn K: 3,13/ 0,02, E:
2,62/12,1)). Die unterschiedlichen Therapien zeigten darüber hinaus keinen
signifikanten Einfluss. Diese Ergebnisse konnten für beide Zelllinien gezeigt
werden. Eine Lungenmetastase wurde mit Hilfe einer immunhistochemischen
Markierung (neural cell adhesion molecule (NCAM)) dargestellt, um den
histologischen Nachweis zur Alu-PCR zu bringen. Des Weiteren wurde die
Fragestellung bearbeitet, wie sich die Bestrahlung auf den Primärtumor
auswirkt. Dafür wurden die Tumore zu Anfang der Therapie palpiert und das
Volumen geschätzt. Bei der Sektion wurden diese gewogen und miteinander
verglichen. Es zeigte sich eine signifikante Abnahme des Gewichtes nach der
Radiatio. Um morphologische Unterschiede zu betrachten, wurden verschiedene
Färbungen der Tumoren angefertigt. Die HE-Färbung und die Feulgenfärbung
zeigten einen signifikant höheren Anteil an Nekrose und Apoptose (46%/55% in
RT zu 17%/ 20% in E) im Tumor nach der Bestrahlung, während die Proliferation
der Tumorzellen (Ki67-Färbung) und die Anzahl der Gefäße (S1P1-Rezeptor-
Färbung) deutlich reduziert waren (2,3%/ 0,9% Proliferation in RT zu 24%/ 4,6%
in E und 2,4%/ 3,2% Gefäße in RT zu 17%/ 11% in E). Die Markierung mit
verschiedenen Entzündungsmarkern (CD45, CD11b und BSA-I) zeigte eine große
Schwankungsbreite sowohl innerhalb der einzelnen Gruppen (in manchen
bestrahlten OH-1 Tumoren waren viele Leukozyten, in anderen kaum), als auch im
Vergleich der Gruppen untereinander (in den bestrahlten OH-1 Tumoren waren z.
B. vermehrt Leukozyten, während in der H69 Gruppe eine höhere Anzahl
Leukozyten in den unbehandelten Tumoren war). Diese Ergebnisse lassen keine
konkrete Aussage über die Beeinflussung einer Entzündungsreaktion durch die
Bestrahlung zu. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass sich gängige
Krebstherapien nicht nur positiv auf den Primärtumor, sondern auch auf die
Anzahl der Metastasen auswirken (s. Alu-PCR Ergebnisse). Aufgrund der zu
geringen Anzahl der auszuwertenden immunhistochemischen Markierungen und der
großen Schwankungsbreite, ist es jedoch nicht möglich eine Aussage über eine
verstärkte Entzündungsreaktion im Primärtumor durch die Bestrahlung zu
treffen.
de
dc.description.abstract
Lung cancer is the most common cause of death in male cancer patients (23,6%)
and the second most common in female patients (13,8%). From all of the
histological types of lung cancer, 13% are classified as small cell lung
cancers (SCLC). As in most other cancers, the majority of lung cancer patients
die from distant metastases and not from the primary tumor. SCLC is
characterized by an early dissemination of the cancer cells so that the first
line therapy is predominantly a combined radio- and chemotherapy, to which
SCLC is generally initially very sensitive. SCLC is therefore an obvious
candidate to investigate the effects of radiochemotherapy on cancer
metastasis. Two different human SCLC cell lines (OH-1 and H69) were used to
investigate whether metastatic progression might be influenced by radiotherapy
and/or chemotherapy as it has been proposed in the literature. As many cancer
patients are treated with radiotherapy, these results challenge the common
therapy and have catalyzed my investigation into a clinically relevant
xenograft model of spontaneous metastasis. One million SCLC cells were
injected (subcutan) into the right lower flank of the SCID mice. After tumors
had developed, tumor bearing animals were grouped into five arms according to
different therapies: 1) K = first control group. Mice of the control group did
not receive any therapy. They were sacrificed one day after the other animals
were treated the first time. 2) RT = radiation therapy. These mice were given
radiation therapy on five consecutive days, each day a dose of 10 Gy. 3) RChT
= These mice received a combination of radio- and chemotherapy consisting of 6
mg/kg Cisplatin on day one. 4) ChT = chemotherapy. Mice belonging to this
group were only treated with chemotherapy (Cisplatin on day one). 5) E =
second control group. These animals did not receive any therapy. They were
sacrificed together with treated mice (day 15). DNA from blood, bone morrow,
lung, liver and brain was isolated and Alu-PCR (using human specific
sequences) was performed to quantify human tumor cells. The results show that
radiotherapy and the combination of radio- and chemotherapy decreased the
number of circulating tumor cells (CTC) in the blood. In addition disseminated
tumor cells (DTC) were also reduced in lung and liver. The numbers of DTCs in
bone marrow and brain were not decreased. However, the numbers of cells in
these tissues were not increased during the time without any therapy.
Chemotherapy alone neither decreased CTC nor DTC numbers. The influence of
radiotherapy on the primary tumor was also investigated. Therefore the tumor
volume at the beginning of the therapy has been estimated and was compared to
the tumor weight at the end of the experiments. It could be shown that the
tumor weight decreased due to radiotherapy. The primary tumors treated with
radiotherapy showed an increased part of necrosis (HE) and apoptosis as
determined in the Feulgen stain. The number of microvessels (S1P1) and
proliferative tumor cells (Ki67) were decreased in these tumors compared with
primary tumors of the untreated animals. The number of immune cells that
infiltrated the tumor through radiotherapy is detected by immunohistochemistry
using staining for pan-leucocytes (CD45), macrophages, natural killer cells
(CD11b) and dendritic cells (BSA-1). A various infiltration of immune cells
could be shown. In some primary tumors the number of these cells was increased
by radiotherapy whereas in other primary tumors (of the same group) showed no
difference to the control tumors. Therefore the results do not give a clear
indication whether radiotherapy increases inflammatory process. The results
confirm the clinical observation that radiotherapy destroys primary tumors as
well as decreases the number of spontaneous metastases.
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