dc.contributor.author
Aleksandrowicz, Ewa
dc.date.accessioned
2018-06-08T00:50:02Z
dc.date.available
2017-03-30T12:52:28.579Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/12525
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-16723
dc.description.abstract
Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDA) is one of the most lethal malignancies
and new therapeutic options are urgently needed. Personalized tumor models
derived from xenotransplantation of fresh patient tissue to mice are emerging
as a promising tool for therapy studies, but ethical concerns, long
experimental duration and high costs limit the efficacy. In the present study,
we asked if the xenotransplantation of freshly resected PDA tissues to the
chick chorioallantoic membrane (CAM) might be superior. Neoplastic tissue of
pancreatic origin from 42 patients, including 23 PDA tumors, was transplanted
to the CAM, which resulted in the growth of solid, neovascularized tumors. The
median grafting efficiency of PDA tumors was 70 %, which was higher than in a
murine model. The time until tumor growth became evident on the CAM (latency)
was on average 3 days and thus shorter than that of tumors cultivated in mice.
Importantly, the morphology with a pronounced tumor stroma resembled the
primary tumors. The immunohistochemical analysis of the established markers
for cancer stem cells (CSCs), k-Ras and fibronectin revealed that the
histological features of the original tumors remain stable in their
corresponding egg xenografts. Also, this model is suited for personalized
therapeutic evaluation as shown by our data measuring tumor take, tumor volume
and proliferation of untreated, gemcitabine and dexamethasone pre-treated
tumors, as well as tumor volume and proliferation under in ovo treatment by
intratumoral and intravenous injection of gemcitabine. Furthermore the
cultivation of giant cell tumor of bone tumors (GCTBs), derived from stromal
cells of 8 different patients and osteosarcoma tumors, derived from three cell
lines, was established on the CAM. The replacement of rodent models with the
CAM model may also contribute to a more ethical experimental technique.
Fertilized chicken eggs are widely used in the biomedical research and have
been suggested as an alternative to mammalian models. Unfortunately, it is
mostly not taken into account, that the chick embryo is susceptible to pain
from day 7 of breeding. In my view, this model is only in accordance with the
“3 R” principles of ethical experimentation, if an appropriate anaesthesia of
the chick embryo in potentially painful procedures is provided. Although many
experimental approaches are performed on the non-innervated CAM, the
euthanasia of the embryo strongly requires a more humane technique than
freezing at -20° C, decapitation or in ovo fixation with paraformaldehyde
without prior anaesthesia. These methods are commonly applied and are not
acceptable. However, protocols regarding feasible and ethical methods for
anaesthesia and euthanasia of avian embryos are currently not available.
Therefore, we established an easy and readily achievable method for the
euthanasia and short-term anaesthesia of the chick embryo. In summary, the CAM
is a promising model to accelerate data acquisition in personalized medicine
and to promote progress towards a more ethical biomedical research.
de
dc.description.abstract
Das duktale Adenokarzinom des Pankreas (PDA) ist eine der fatalsten Krebsarten
und neue Therapieoptionen werden dringend gebraucht. In letzter Zeit
kristallisierte sich heraus, dass personalisierte Tumormodelle, die auf der
Xenotransplantation von frischem Patientengewebe auf Mäuse basieren, ein
vielversprechendes Werkzeug für Therapiestudien darstellen. Jedoch stellen
ethische Bedenken, lange Versuchsdauer und hohe Kosten wesentliche
limitierende Faktoren dieser Modelle dar. In der vorliegenden Studie
untersuchten wir, ob die Xenotransplantation von frisch entfernten PDAs auf
die Chorioallantoismembran (CAM) des bebrüteten Hühnereies das Mausmodell
ersetzen kann. Neoplastisches Gewebe pankreatischen Ursprungs von 42
Patienten, darunter 23 PDAs, wurde auf die CAM transplantiert, was in der
Bildung solider, neovaskularisierter Tumore resultierte. Die mittlere
Anwachsrate der PDA Tumore betrug 70 %, was höher ist als in vergleichbaren
Mausmodellen. Die Latenzzeit, welche der Zeit bis zur sichtbaren Bildung des
Tumors auf der Membran entspricht, betrug im Mittel 3 Tage und war somit
kürzer als in der Maus. Darüber hinaus blieben die morphologischen
Charakteristika der Originaltumore in den Eiertumoren erhalten. Die
immunohistochemische Analyse zeigte ferner, dass die Expressionsprofile der
etablierten Marker für Krebsstammzellen (CSCs), das extrazelluläre
Matrixprotein Fibronectin, sowie das Proto-Onkogen k-Ras in den auf Eiern
gewachsenen Tumoren die der Patiententumore widerspiegeln. Das Modell eignet
sich ebenfalls für personalisierte Therapiestudien, wie unsere Messungen der
Tumoranwachsrate, des Tumorvolumens und der Proliferation von mit Gemcitabine
und Dexamethasone vorbehandelten Tumoren, sowie des Tumorvolumens und
Proliferation von in ovo intratumoral und intravenös mit Gemcitabine
behandelten Tumoren demonstrieren. Ferner wurde die Kultivierung von
Riesenzelltumoren des Knochens, die aus Stromazellen von 8 verschiedenen
Patienten stammten, sowie von Osteosarkomen, die aus drei Zelllinien stammten,
auf der CAM etabliert. Das Ersetzen von Nagermodellen mit dem CAM Modell mag
ebenso einen Schritt in Richtung einer ethisch besser vertretbaren
Experimentierkultur bedeuten. Die Verwendung befruchteter Hühnereier ist in
der biomedizinischen Forschung weit verbreitet und wird oft als Alternative zu
Versuchen an Säugern angesehen. Leider wird jedoch meistens außer Acht
gelassen, dass der Hühnerembryo bereits ab dem 7. Bebrütungstag
Schmerzempfindlichkeit entwickelt. In meinen Augen erfüllt dieses Modell aber
nur dann die Anforderungen der „3 R“ Prinzipien der humanen
Experimentiertechnik, wenn in potenziell schmerzhaften Eingriffen für eine
angemessene Anästhesie des Hühnerembryo gesorgt wird. Wenn auch in vielen
Versuchsansätzen nur die nicht innervierte CAM verwendet wird, muss die
Euthanasie des Embryos am Ende der Experimente mit einer humaneren Technik
durchgeführt werden, als die üblicherweise verwendeten Methoden, wie
Einfrieren bei -20° C, Enthauptung, oder die in ovo Fixierung des nicht
narkotisierten Embryos mit Paraformaldehyd. Bedauerlicherweise existieren zur
Zeit keine Protokolle zur Anästhesie und Euthanasie von Vogelembryonen. Aus
diesem Grund entwickelten wir eine einfache und verlässliche Methode für die
Kurzzeitanästhesie und Euthanasie des Hühnerembryos. Zusammenfassend birgt das
CAM Modell großes Potenzial die Datenerhebung in der personalisierten Medizin
zu erleichtern und den Fortschritt in Richtung einer ethisch orientierten
Forschung zu beflügeln.
de
dc.format.extent
67 Seiten
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
animal testing alternatives
dc.subject
pancreatic cancer
dc.subject
adenocarcinoma
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::630 Landwirtschaft::630 Landwirtschaft und verwandte Bereiche
dc.title
Establishment of an animal replacement model for pancreatic cancer therapy
studies
dc.contributor.firstReferee
Univ.-Prof. Dr. Michael F. G. Schmidt
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. rer. nat. Ingrid Herr
dc.contributor.furtherReferee
Univ.-Prof. Dr. Johanna Plendl
dc.date.accepted
2015-09-29
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000104432-7
dc.title.translated
Etablierung eines Tierversuchersatzmodells für Therapieversuche beim
Pankreaskarzinom
de
refubium.affiliation
Veterinärmedizin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000104432
refubium.note.author
Mensch und Buch Verlag
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000021235
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access