dc.contributor.author
Börnert, Katja
dc.date.accessioned
2018-06-08T00:53:48Z
dc.date.available
2015-11-25T11:57:05.731Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/12630
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-16828
dc.description.abstract
Interleukin-6 (IL-6) is a pleiotropic cytokine which has been associated not
only with pro-inflammatory, but also with tumour-progressive characteristics
and induction and maintenance of bone resorption in breast cancer osteolytic
bone metastases. Previous studies showed that high serum levels of IL-6 in
patients suffering from metastatic breast cancer are associated with poor
prognosis, disease progression and increased number of metastatic sites. This
might be due to the direct effects IL-6 exerts in tumour cells, leading to
tumour cell proliferation and inhibition of apoptosis as well IL-6-induced
bone resorption at metastatic sites, which results in an enhanced release of
growth factors affecting tumour cells in the bone microenvironment. This work
examined whether inhibition of IL-6 signalling in human breast cancer cells
with the anti-human IL-6R mAb tocilizumab or inhibition of IL-6 signalling in
cells of the bone microenvironment with the anti-murine IL-6R mAb MR16-1
affects tumour progression and tumour-induced osteolysis in a mouse model of
breast cancer bone metastases. Athymic nude mice were injected intratibially
with the oestrogen-receptor-negative (ER-) human breast cancer cell line MDA-
MB-231 and treated with different antibodies or placebo intraperitoneally. In
order to impair IL-6 signalling in human breast cancer cells, groups of mice
were injected regularly with either tocilizumab, MR16-1 or a combination of
both antibodies. Radiographic images of tibiae were taken throughout the
course of the study and, after sacrifice of the animals, endpoint analysis of
bone and tumour biology was conducted. Furthermore, in a set of in vitro
experiments, the effect of tocilizumab on the expression of IL-6 and IL-6R
mRNA as well as human IL-6 protein secretion by MDA-MB-231 cells was analysed
in order to define whether an autocrine feed-forward mechanism exists leading
to augmented IL-6 or IL-6R expression after IL-6R activation. We found that
both tocilizumab as well as MR16-1 impaired tumour growth of human breast
cancer cells in bone. Animals treated with either antibody displayed
diminished sizes of osteolytic areas throughout the study. Endpoint analysis
revealed that both antibody treatments lead to a smaller number of active
osteoclasts at the bone-tumour interface, smaller tumour areas and greater
numbers of apoptotic tumour cells and a smaller number of cells undergoing
mitosis in the tumours. The combination of both antibodies did have less
effect on osteolysis and tumour growth than the single antibody treatment. In
vitro experiments revealed that inhibition of IL-6R activation in MDA-MB-231
cells with tocilizumab led to reduced gene expression leves of IL-6 and IL-6R
mRNA.
de
dc.description.abstract
Das pleiotrope, für seine proinflammatorischen Eigenschaften bekannte, Zytokin
Interleukin-6 (IL-6) weist zudem auch tumorprogressive Eigenschaften auf und
übt einen Einfluss auf die Induktion und die Aufrechterhaltung der
Knochenresorption in osteolytischen Metastasen des Mammakarzinoms aus. In
vorhergehenden Studien konnte gezeigt werden, dass Patientinnen mit
metastasiertem Mammakarzinom, welche einen hohen IL-6-Serumspiegel aufweisen,
sowohl ein höheres Risiko für weitere Krankheitsprogression, vermehrte
Metastasen als auch eine generell schlechtere Prognose haben. Dies könnte
einerseits an direkten Effekten von IL-6 auf die Tumorzellen liegen, welche zu
einer augmentierten Zellproliferation und einer Hemmung der Apoptose führen,
als auch an einer IL-6-induzierten vermehrten Knochenresorption mit
nachfolgender Freisetzung von Wachstumsfaktoren aus dem ossären Kompartiment,
welche letztlich auf die Tumorzellen im Umfeld wirken. In dieser Studie wurde
der anti-humane IL-6 Rezeptor Antikörper (IL-6R mAb) Tocilizumab als auch der
anti-murine IL-6R mAb MR16-1 in einem murinen Xenograftmodel getestet. Ziel
der Studie war es die Effekte der jeweiligen Antikörperbehandlung auf die
Tumorprogression und den Grad der tumorbedingten Osteolyse zu definieren.
Zellen der humanen östrogenrezeptor-negativen Mammakarzinomzelllinie MDA-
MB-231 wurden in Tibiae von athymischen Mäusen injiziert und die Tiere
daraufhin mit den jeweiligen Antikörpern oder Placebo behandelt. Um die IL-6
Signaltransduktion in den humanen Mammakarzinomzellen zu blockieren, wurde
eine Gruppe von Mäusen regelmässig mit Tocilizumab behandelt, wohingegen einer
anderen Gruppe MR16-1 injiziert wurden. Weiterhin untersuchten wir den Effekt
der Kombination von beiden Antikörperbehandlungen. Um den Verlauf der
Entwicklung von osteolytischen Knochenmetastasen zu dokumentieren, wurden
regelmässig radiologische Untersuchungen der Tibiae angefertigt.
Endpunktanalysen zielten auf die histologische und immunhistochemische Analyse
der Knochenmorphologie und der Tumorbiologie ab. Des Weiteren wurde in einem
in vitro Experiment der Effekt von Tocilizumab auf die Expression von humaner
IL-6 und humaner IL-6-Rezeptor mRNA und die Sekretion von humanem IL-6 durch
MDA-Mb 231 Zellen untersucht. Hierbei stellte sich vor allem die Frage, ob ein
autokriner feed-forward Mechanismus nach Aktivierung von IL-6 Rezeptoren in
MDA-MB 231 Zellen existiert. Die Behandlung athymischer Mäuse mit Tocilizumab
als auch mit MR16-1 führte zu einer Verminderung der Progression von
osteolytischen Mammakarzinommetastasen. Hierbei wurde nicht nur der Grad der
Knochenresorption verändert, sondern auch die Tumorbiologie der humanen
Mammakarzinomzellen im Hinblick auf eine reduzierte Rate an proliferierenden
und eine erhöhte Rate an apoptotischen Tumorzellen. Die Kombination beider
Antikörperbehandlungen zeigte geringere Effekte als die Behandlung mit den
einzelnen Antikörpern. Humane Mammakarzinomzellen, welche in vitro mit
Tocilizumab behandelt wurden, zeigten eine reduzierte Rate an IL-6 und IL-6R
mRNA Expression und einen Trend in Richtung einer reduzierten IL-6 Protein
Sekretion.
de
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
bone metastases
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
The influence of Interleukin-6 Receptor antibodies on breast cancer metastases
in bone
dc.contributor.contact
k.boernert@gmail.com
dc.contributor.firstReferee
N.N.
dc.contributor.furtherReferee
N.N.
dc.date.accepted
2015-12-11
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000100380-2
dc.title.translated
Der Einfluss von Interleukin-6 Rezeptor Antikörpern auf Knochenmetastasen des
Mammakarzinoms
de
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000100380
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000017914
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access