Das duktale Adenokarzinom des Pankreas (PDAC) und das extrahepatische Cholangiokarzinom (eCC) sind hochmaligne Tumoren und mit einer sehr schlechten Prognose vergesellschaftet. Im klinischen Alltag zeigen beide Tumorentitäten eine ausgeprägte Resistenz gegenüber den aktuell zur Verfügung stehenden medikamentösen Therapieansätzen. Diverse Publikationen diskutieren den Notch-Signalweg als mitursächlich für die Entstehung des PDACs und eCCs. Diese Signalkaskade beeinflusst im Rahmen der Embryonalentwicklung die Mobilisierung und Differenzierung gewebsspezifischer Vorläuferzellen. Im adulten Organismus steuert sie grundlegende zelluläre Prozesse, deren Dysregulation die maligne Entartung verschiedener Gewebe verursachen kann. Weiterhin wird angenommen, dass so genannte Tumorstammzellen, beziehungsweise Cancer Stem Cells (CSC) die Tumorformation induzieren können. CSCs werden als eine Subpopulation des zellulären Netzwerks eines Karzinoms beschrieben, denen eine führende Rolle in dessen Chemoresistenz, Metastasierungs- und Rezidivfähigkeit zugesprochen wird. In dieser Arbeit wurde die Durchflusszytometrie beziehungsweise die Fluorescence-activated Cell Sorting (FACS)-Analyse zur Charakterisierung der CSCs und Notch-assoziierten Proteinen in fünf etablierten PDAC- und eCC-Zelllinien durchgeführt. Des Weiteren wurde der therapeutische Effekt eines spezifischen Notch-Inhibitors (GSI-IX beziehungsweise DAPT) auf die CSCs untersucht und mit dem des Chemotherapeutikums Gemcitabin verglichen. Zusätzlich wurde der apoptotische und zytotoxische Effekt der Therapeutika auf die eCC- und PDAC-Zellpopulationen in Form des TUNEL- und CellToxGreen Cytotoxity Assays untersucht. Die FACS-Analyse ergab, dass die eCC-Zellpopulationen einen signifikant höheren CSC-Anteil aufweist als die PDAC-Zelllinien (p<0.0001). Zusätzlich wurde die CSC-Population der eCC-Zelllinien unter der Therapie mit DAPT (p<0.008) und Gemcitabin (p<0.04) signifikant reduziert. Dahingegen zeigte die CSC-Fraktion der PDAC-Zelllinien ein schwaches Ansprechen auf die Therapie. Das CellToxGreen Cytotoxity Assay zeigte eine signifikante Verringerung der Zellviabilität in der gesamten eCC-Zellpopulation unter der DAPT- und Gemcitabin-Therapie (p<0.05), wohingegen nur moderate Effekte in den PDAC-Zelllinien beobachtet wurden. Die Auswertung des TUNEL-Apoptoseassays bestätigte diese Erkenntnisse. Zusammenfassend zeigten die CSC-Populationen beider Tumorentitäten ein unterschiedliches Ansprechen auf die Blockade des Notch-Signalweges. Diese Erkenntnis eröffnet neue Perspektiven auf die Therapie des eCCs. Bezogen auf die Therapieoptionen des PDACs erscheint dieser Ansatz jedoch weniger erfolgversprechend. Weitere Studien sind notwendig, um die Rolle der Notch-Signalkaskade und die klinische Relevanz der CSCs in Hinblick auf das Therapieansprechen beider Tumorentitäten zu determinieren.
Pancreatic cancer and cholangiocellular carcinoma are aggressive tumors with high mortality rates and poor treatment options. Recent reports describe the Notch pathway as highly relevant for a variety of fundamental cellular processes in the embryonic and adult organism. Therefore its deregulation can induce tumorigenesis. Moreover, cancer stem cells (CSC) are discussed as a source for the formation, chemotherapeutical resistance and recurrence of tumors. Through Fluorescence-activated Cell Sorting (FACS)-Analysis, the existence of cancer stem cells in eCCA- and PDAC cell lines as well as the presence of five Notch-associated proteins in this population was examined. Additionally, the effect of a specific Notch-inhibitor (DAPT-IX/GSI) and the chemotherapeutic gemcitabine on CSCs in eCCA- and PDAC cell lines was explored. To investigate whether these pharmalogical agents also affect the entire cell population, TUNEL-staining indicated the rate of apoptosis in eCCA- und PDAC cell lines. Additionally, CellToxGreen Cytotxity Assay was used to demonstrate the cytotoxity potential of gemcitabine and GSI in PDAC- and eCCA cell lines. In the here presented study, FACS-analysis showed that the CSC population in eCCA cell lines is significantly larger than in PDAC cell lines (p<0.0001). Contrary to the effect on PDAC cell lines, GSI-IX/DAPT (p<0.008) and Gemcitabin (p<0.04) treatment caused a significant decrease of the eCCA-CSC populations. The CellToxGreen Cytotoxity Assay indicated that GSI-IX/DAPT and Gemcitabin treatment decreases cell viability of both ECC cell lines significantly (p<0.05), but reveals only moderate effects on PDAC cell lines. The rate of apoptosis underlines these results. In conclusion, the eCCA und PDAC cell lines are different due to the percentage of CSCs and the expression of Notch-associated proteins. Particularly in regard to its effect on the CSC population, Notch-Signaling may be of therapeutic value in eCC, but seems to show no effect on more aggressive PDAC. We could hereby further support our hypothesis, that it is required to modulate cancer therapy in regard to the CSC fraction to achieve a more effective therapy against those tumour entities. As could be essential for the improvement in outcomes of the eCC patients, other trials are needed to determine the role of further Notch components.
