Lokoregionäre Therapie kolorektaler Lebermetastasen im Rattenmodell: Immunhistochemische Differenzierung von DNA und Hypoxie induzierten Schäden nach Applikation von Embolisatpartikeln

Nowack, Hannah Sophie

dc.contributor.advisor	Ghadimi, Michael Prof. Dr.
dc.contributor.author	Nowack, Hannah Sophie
dc.date.accessioned	2020-03-31T09:06:19Z
dc.date.available	2021-09-25T00:50:07Z
dc.date.issued	2020-03-31
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/21.11130/00-1735-0000-0005-1373-4
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.53846/goediss-7909
dc.language.iso	deu	de
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject.ddc	610	de
dc.title	Lokoregionäre Therapie kolorektaler Lebermetastasen im Rattenmodell: Immunhistochemische Differenzierung von DNA und Hypoxie induzierten Schäden nach Applikation von Embolisatpartikeln	de
dc.type	doctoralThesis	de
dc.title.translated	Hepatic arterial infusion in a rat model of colorectal liver metastases: Immunohistochemical differentiation between DNA and hypoxia induced damages caused by embolization particles and irinotecan	de
dc.contributor.referee	Ghadimi, Michael Prof. Dr.
dc.date.examination	2020-04-28
dc.description.abstractger	Das kolorektale Karzinom zählt in Deutschland mit über 60.000 Neuerkrankungen pro Jahr zu der am dritthäufigsten diagnostizierten Krebsentität. Etwa 50 % der Patienten entwickeln im Verlauf der Erkrankung Lebermetastasen. Trotz neuer Therapiemöglichkeiten sind diese prognosebestimmend. Die einzige kurative Therapie besteht in der Resektion der Metastasen. Nach der S3-Leitlinie Kolorektales Karzinom ist für Patienten mit primär irresektablen Lebermetastasen eine systemische Chemotherapie nach FOLFOX- oder FOLFIRI-Schema die Standardtherapie. Allerdings besitzen diese ein relevantes Nebenwirkungsprofil. Für Patienten mit therapierefraktären, progredienten Lebermetastasen sowie Patienten, die unter der Chemotherapie starke toxische Nebenwirkungen entwickeln, stellen lokoregionäre Therapieansätze, wie die hepatoarterielle Infusion (HAI) und transarterielle Chemembolisation (TACE), eine alternative Behandlungsmöglichkeit dar. In klinischen Studien zeigten sich im Hinblick auf das mediane Überleben und die Verbesserung der Lebensqualität bereits vielversprechende Ergebnisse. Der Einsatz von Irinotecan und nanoliposomalem Irinotecan ist allerdings bei kolorektalen Lebermetastasen bis dato nicht ausreichend untersucht. Auch ist der genaue molekulare Wirkmechanismus der HAI und TACE sowohl mit beladbaren als auch unbeladbaren Embolisatpartikel bisher nicht im Detail geklärt. In dieser Studie wurde deshalb die Behandlung kolorektaler Lebermetastasen mittels HAI anhand eines CC531-KRLM-Modells in WAG/Rij-Ratten insbesondere in Hinblick auf molekulare Schäden untersucht. Hierzu wurden die Embolisatpartikel Tandem™ 40 µm und EmboCept® S sowie die Chemotherapeutika Irinotecan und Onivyde® (nanoliposomales Irinotecan) verwendet und deren Wirkweise analysiert. Im ersten Versuchsabschnitt wurde in einem in-vitro-Versuch das Verhalten von CC531 kolorektalen Rattenkrebszellen unter Behandlung mit Irinotecan für 72 Stunden mittels Western Blot im Hinblick auf die Expression von Proliferations-, Apoptose- und Hypoxiemarker beurteilt. Unter steigenden Irinotecankonzentrationen zeigten sich linear korrelierend erhöhte Proliferations-, Hypoxie- und Apoptoseraten. Im zweiten Versuchsabschnitt wurden 5 x 105 CC531-Zellen subkapsulär in die Leber von WAG/RIJ-Ratten implantiert. Zehn Tage nach der Zellimplantation wurden die WAG/RIJ-Ratten mit unterschiedlichen Medikamentenkombinationen (NaCl, Irinotecan systemisch, HAI mit Irinotecan, HAI mit EmboCept® S + Irinotecan, HAI mit Tandem™ + Irinotecan, Onivyde® systemisch, HAI mit Onivyde®, HAI mit EmboCept® S + Onivyde®) behandelt. Vier Stunden danach erfolgte die Entnahme von Blut, Tumor- und gesundem Lebergewebe. Mittels immunhistochemischer Färbung wurden die molekularen Veränderungen im Tumorgewebe untersucht. Im Vergleich zur Kontrollgruppe und der systemischen Applikation des jeweiligen Zytostatikums waren eine gesteigerte DNA-Schädigung und Apoptoserate in den Gruppen, die mittels HAI mit Irinotecan und Embolisatpartikeln behandelt wurden, und der Gruppe, die mittels HAI mit Onivyde® behandelt wurde, nachweisbar. Im dritten Versuchsabschnitt wurden ebenfalls 5 x 105 CC531-Zellen pro Tumor subkapsulär in die Leber von WAG/RIJ-Ratten injiziert. Zehn Tage nach der Tumorimplantation wurden die WAG/RIJ-Ratten mit unterschiedlichen Medikamentenkombinationen (NaCl, HAI mit Onivyde®, HAI mit EmboCept® S, HAI mit EmboCept® S + Onivyde®) behandelt. An Tag 10 und 13 nach der Tumorimplantation wurde das Tumorvolumen mittels Kleintiersonographie bestimmt und somit die Veränderung des Tumorwachstums berechnet. Außerdem wurde an Tag 13 das gesunde Leber- und Tumorgewebe entnommen und mittels immunhistochemischer Färbung auf molekulare Veränderungen untersucht. In den Gruppen, die mittels HAI mit Onivyde® und HAI mit EmboCept® S + Onivyde® behandelt worden waren, waren eine erhöhte DNA-Schädigung und Apoptoserate nachweisbar. In beiden Gruppen zeigte sich eine signifikante Reduktion des Tumorwachstums im Vergleich zur Kontrollgruppe zwischen Tag 10 und Tag 13. Zusammenfassend führte die HAI mit Onivyde® allein oder in Kombination mit EmboCept® S zu einem vermehrten molekularen Schaden sowie zu einer signifikanten Reduktion des Tumorwachstums im Vergleich zur Kontrollgruppe. Alle eingesetzten Substanzen sind bereits zum Einsatz am Menschen zugelassen. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit unterstreichen die antitumoröse Wirkung der verwendeten Substanzen auch im Einsatz als HAI und veranschaulichen deren molekulare Wirkung. Die direkte Übertragung auf den Menschen ist versuchsbedingt allerdings nur eingeschränkt möglich.	de
dc.description.abstracteng	About 60.000 patients are diagnosed with colorectal cancer (CRC) in Germany each year. Fifty percent of these patients develop colorectal liver metastases (CRLM) during the course of the disease. The surgical resection remains the only potential curative therapy to date. But only half of the patients are primarily eligible for liver resection. In general, patients with unresectable metastases are treated with modern systemic chemotherapy, e.g. FOLFOX or FOLFIRI. In order to decrease side effects and to increase local toxicity locoregional intraarterial therapies are nowadays of increased interest. Most commonly, intraarterial chemotherapy is administered as hepatic arterial infusion (HAI) or transarterial chemoembolization (TACE). Chemotherapeutic agents are either administered alone or in combination with embolization particles. In this study two different chemotherapeutic agents, irinotecan and nanoliposomal irinotecan, alone or combined with the embolization particles EmboCept® S or Tandem 40 µm are evaluated in a CC531-CRLM-model in WAG/Rij rats with regard to molecular effects. In the first part of the study CC531 cells were treated in vitro with irinotecan and Western Blot analysis was performed for analysis of the protein expression of proliferation (PCNA), apoptosis (cleaved caspase-3) and hypoxia (HIF-1) markers. The Western Blot analysis displayed an increasing expression of PCNA and cleaved caspase-3 under increasing irinotecan concentration in vitro. In the second part of the study 5 x 105 CC531 cells were implanted subcapsularly into the liver lobe of WAG/Rij rats to induce growth of CRLM. After ten days rats underwent either HAI (with NaCl 0.9%, with irinotecan, with irinotecan in combination with EmboCept® S, with irinotecan in combination with Tandem, with nanoliposomal irinotecan or with nanoliposomal irinotecan in combination with EmboCept® S) or systemic therapy (with irinotecan, or with nanoliposomal irinotecan). After four hours animals were sacrificed and blood, liver tissue and tumor tissue samples were taken. Immunohistochemical analysis was performed with regard to proliferation (PCNA), apoptosis (caspase-3), DNA-damage (H2AX) and hypoxia (HIF-1) markers. A high apoptotic and DNA-damage rate was shown after HAI with irinotecan in combination with both embolization particles and HAI with nanoliposomal irinotecan. In the third and last part of the study CRLM were induced according to the procedure described above. On day 10 and 13 after cell implantation ultrasound was performed to measure the tumor volume and to calculate tumor growth. Ten days after implantation animals underwent either HAI with NaCl 0.9 %, with nanoliposomal irinotecan, EmboCept® S or EmboCept® S and nanoliposomal irinotecan. On day 13 animals were sacrificed and blood, liver tissue and tumor tissue samples were taken. Immunohistochemical analysis was performed with regard to proliferation (PCNA), apoptosis (caspase-3), DNA-damage (H2AX), angiogenesis (PECAM) and hypoxia (HIF-1) markers. Animals which underwent either HAI with nanoliposomal irinotecan or with EmboCept® S in combination with nanoliposomal irinotecan showed high expression rates of caspase-3 and H2AX. Also, both therapies caused a significant decrease of tumor size compared to the treatment with NaCl 0.9%. In conclusion, HAI with nanoliposomal irinotecan alone or in combination with EmboCept® S caused promising effects with regard to reduction of tumor size and molecular effects. Further studies, especially clinical trials, are needed to evaluate safety and the potential benefit for the patients before implementing HAI with nanoliposomal irinotecan in the treatment for CRLM.	de
dc.contributor.coReferee	Amanzada, Ahmad PD Dr.
dc.contributor.thirdReferee	Bremmer, Felix PD Dr.
dc.subject.ger	Kolorektale Lebermetastasen	de
dc.subject.ger	Kolorektales Karzinom	de
dc.subject.ger	HAI	de
dc.subject.ger	TACE	de
dc.subject.ger	CC531	de
dc.subject.ger	Immunhistochemische Färbung	de
dc.subject.ger	Irinotecan	de
dc.subject.ger	nanoliposomales Irinotecan	de
dc.subject.eng	colorectal liver metastasis	de
dc.subject.eng	HAI	de
dc.subject.eng	TACE	de
dc.subject.eng	colorectal cancer	de
dc.subject.eng	CC531	de
dc.subject.eng	irinotecan	de
dc.subject.eng	nanoliposomal irinotecan	de
dc.subject.eng	immunohistochemistry	de
dc.identifier.urn	urn:nbn:de:gbv:7-21.11130/00-1735-0000-0005-1373-4-6
dc.affiliation.institute	Medizinische Fakultät	de
dc.subject.gokfull	Medizin (PPN619874732)	de
dc.description.embargoed	2021-09-24
dc.identifier.ppn	1693655608
dc.date.ppexamination	2020-07-02

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Human- und Zahnmedizin [2873]

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