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Behandlung von Pankreaskarzinomzelllinien in vitro und in vivo mit einem monoklonalen Antikörper gegen den Transferrinrezeptor

Oberlin, Laura


Originalveröffentlichung: (2010) Giessen : VVB Laufersweiler 2010
pdf-Format: Dokument 1.pdf (9.673 KB)

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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Institut für Veterinär-Pathologie; Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Institut für Experimentelle Chirurgie
Fachgebiet: Veterinärmedizin
DDC-Sachgruppe: Landwirtschaft
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-5515-8
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 08.12.2009
Erstellungsjahr: 2010
Publikationsdatum: 03.02.2010
Kurzfassung auf Deutsch: 1. Der Transferrinrezeptor bildet im Pankreaskarzinom einen Ansatzpunkt für die
Therapie, weil der Rezeptor im Pankreaskarzinom in großen Mengen exprimiert
wird und selektiv blockiert werden kann. Des weiteren benötigt die Tumorzelle viel
Eisen zur Proliferation und durch die Blockade des TFRC sinken die intrazellulären
Eisenpegel. Dadurch erhofft man sich ein Sistieren des Tumorwachstums
bis hin zur Regression.
2. Ziel der Untersuchung war zu zeigen, ob man mittels einer Antikörpertherapie
gegen den Transferrinrezeptor Pankreaskarzinome, die durch bestimmte
Zelllinien verursacht werden, zur Regression bringen kann.
3. Um den Einfluss der Antikörper auf das Zellwachstum zu zeigen, wurden sowohl
Behandlungen an einzelnen Zelllinien als auch an soliden Tumoren durchgeführt.
Hierfür wurde die Rezeptorexpression in vitro und in vivo sowie das Verhalten in
vivo und in vitro auf eine Antikörpertherapie mit anti-TFRC-mAb untersucht. Zuvor
wurde eine histologische Färbung an in vivo gezüchteten Tumoren durchgeführt.
4. Für die Rezeptorausprägung in vitro wurden FACS-Analysen durchgeführt. Für
die Behandlung der Zelllinien wurde ein in vitro-Versuchsaufbau etabliert, bei dem
einzelne Zelllinien mit Antikörpern in unterschiedlichen Konzentrationen
behandelt wurden. Eine quantitative Auswertung erfolgte mit Hilfe eines Calcein-
Assays.
5. Für den Tierversuch wurden SCID-Mäuse genutzt, welchen 1,5 x 105 Tumorzellen
subkutan inokuliert wurden. Bei Erreichen von ca. Erbsengröße wurden die
Tumoren entnommen und histopathologisch untersucht. Mittels anti-TFRCFärbung
konnte die Expression dargestellt werden. Für den Therapieversuch
wurden weiteren Tieren Tumorzellen injiziert. Nach Erreichen einer definierten
Größe wurde mit der Therapie begonnen. Gruppe 1 erhielt dreimal wöchentlich
über die Dauer von zwei Wochen den anti-TFRC-mAb intraperitoneal, Gruppe 2
erhielt an den gleichen Tagen die gleiche Menge irrelevantes IgG1 in der gleichen
Konzentration intraperitoneal als Kontrolle. Die Konzentration betrug 1,5 μg je
Maus und Injektion. Danach schloss sich eine sechswöchige Nachbeobachtungsphase
an.
6. Die TFRC-Expression korrelierte in vitro nicht in allen Fällen mit der in vivo. Es
gab in vivo mehr stark positive und schwach positive Zelllinien als in vitro,
wohingegen in vitro die Anzahl der mäßig positiven Zelllinien dominierte. Das
Mikromilieu scheint von großer Bedeutung zu sein. Man stellte fest, dass es in
vitro nach Behandlung mit der geringsten Konzentration an mAb zu geringgradiger
Proliferation kam, bei nächsthöherer Konzentration zu einem Abfall der
Zellzahl. Danach entstand ein Plateau, d.h. auch bei noch höherer Konzentration
des mAb konnte in vitro kein besserer Effekt erzielt werden. Einige Effekte waren
statistisch signifikant. Dies zeigte sich bei niedriger AK-Konzentration. In vivo
entstand die Problematik, dass bei schnell wachsenden Zelllinien die Nachbeobachtungszeit
von sechs Wochen aus Tierschutzgründen nicht eingehalten
werden konnte. Eine weitere Eskalation der mAb-Dosis war aufgrund der hohen
systemischen Toxizität nicht möglich (114).
7. Die in vivo-Ergebnisse der Arbeit lassen die Schlussfolgerung zu, dass der
Therapieansatz durch die hohe Toxizität und geringe Selektivität des benutzten
Antikörpers nicht sehr erfolgreich ist. Allerdings zeigen die Ergebnisse in vitro,
dass eine Antikörper-Therapie ein hohes therapeutisches Potential haben könnte.
Eventuell gibt es brauchbarere Antikörper. Ob die Auswahl eines anderen anti-
TFRC-mAb zu einer geringeren Toxizität führen kann, soll in weiteren
Untersuchungen ermittelt werden.
Kurzfassung auf Englisch: 1. The transferrin receptor is a potential therapeutical target in pancreatic carcinoma as it
is expressed in large quantities and can be blocked selectively. Moreover, tumor cells
require large amounts of iron to proliferate; blocking TFRC decreases the iron level
within the cell. It is expected, that this leads to a suspension of tumor growth or even
regression.
2. The aim of the study was to show, whether pancreatic cancer, which is caused by
certain cells, can be lead into regression by an antibody based therapy against the
transferrin receptor.
3. To show the influence of the antibodies on tumor growth both different cell lines as well
as solid tumors induced in SCID mice by these cell lines were studied. Therefore, the
expression of the receptor and the response to treatment with an anti-TFRC-mAb was
measured in vitro and in vivo. Prior, histological staining was performed on tumors
grown in vivo.
4. Using FACS analysis the expression of the receptor was determined in vitro. An in vitro
method for the treatment of the cell lines was established, in which they were treated
with antibodies in the following concentrations: 3.8, 7.3, 15, and 30 myg/ml. Quantitative
analysis was performed using a calcein assay.
5. SCID mice were used for the animal study. They were inoculated subcutaneously with
1.5x105 tumor cells. When the tumors were of about pea size, they were removed and
analyzed histopathologically. Using anti-TFRC staining, the expression of TFRC could
be visualized. For the therapy study, more mice were inoculated with tumor cells. The
treatment was started when the tumors reached pea size. Group 1 received an
intraperitoneal injection of the anti-TFRC-mAb three times a week for two weeks, while
group 2 was treated as control the same way with mouse IgG1 in the same
concentration. 1.5 μg were used per mouse and injection. The treatment was followed
by a six week observation period.
6. TFRC expression in vitro did not in all cases correlate with the expression in vivo. In
vivo more cell lines were either positive or negative, while heterogeneous cell lines
dominated in vitro. The micro environment seems to be of high importance. In vitro,
treatment with the lowest concentration of the antibody lead to a small proliferation.
However, with the next higher concentration a decrease in cell count was observed.
Using higher amounts of the antibody, a plateau was reached, i.e. a further increase in
the concentration did not lead to a better effect. Some of these effects are statistically
significant. This was shown at the low mAb-concentration. A problem for the
experiments in vivo was the fact that due to animal protection regulations the
observation period of six weeks could not be kept with fast proliferating cell lines. A
further increase of the mAb dosage was not possible due to the high systemic toxicity.
7. The in vivo results of this investigation could lead to the conclusion that the therapy
approach was not successful due to the high toxicity and limited selectivity of the
antibody used. On the other hand, the in vitro results show that an antibody treatment
could have a high therapeutic potential, which may be even increased with a different
antibody. Whether the selection of a different anti-TFRC-mAb could lead to a reduced
toxicity shall be confirmed by further investigations.