Etablierung eines Ex-vivo Modellsystems aus Mikrotumoren der Prostata

Abstract

Das Prostatakarzinom ist der häufigste solide Tumor des Mannes und damit ein sehr wichtiges Thema der urologischen Forschung. Die vorliegende Arbeit beschreibt ein Modell an dem an dem anhand eines 3D-Modells, gewonnen aus dem Tumor des Patienten, verschiedene Substanzen getestet werden können. So kann das Ansprechen des Tumors auf die Therapie in vitro bestätigt werden. Ein solches Modellsystem für das Prostatakarzinom fehlt bisher, für andere Tumorentitäten wie das Kolonkarzinom wurden bereits erste Studien durchgeführt. In der vorliegenden Arbeit wurde an der Etablierung des Modelsystems gearbeitet. Aus Patientengewebe wurden durch mechanische Zerkleinerung und Verdau Mikrotumore gewonnen, an denen dann weitere Tests durchgeführt wurden. Die Vorteile dieses Modells liegen auf der Hand: im Vergleich zu Xenografts ist deren Präparation einfach, schnell und billig. Im Vergleich zu in 2D wachsenden Zelllinien ist ein Gradient von Sauerstoff und Nährstoffen vorhanden, was dem Orginaltumorgewebe näherkommt und nicht zuletzt liefert dieses Modell individuelle Ergebnisse für den jeweiligen Patienten, da die Tests direkt am Tumorgewebe des Patienten stattfinden. Auch in der präklinischen Forschung könnte dieses Modell zur Anwendung kommen und damit den Einsatz von Tierversuchen minimieren. Im ersten Schritt der Arbeit wurden dazu die Präparationsbedingungen zur Gewinnung der Mikrotumore optimiert, es zeigte sich jedoch eine starke Abhängigkeit der Anzahl erhaltener Mikrotumore von der Größe der Probe. Dies ist allerdings ein in der Literatur bekanntes Problem. Im nächsten Schritt wurden Substanztestungen an den Mikrotumoren durchgeführt, bei denen sich signifikante Ergebnisse bei Behandlung der Mikrotumore mit Docetaxel und Enzalutamid zeigten. Die Mikrotumore wurden dazu mit den genannten Substanzen inkubiert und die Rate lebender zu toter Zellen ausgewertet. Die Auswertung dieser Experimente erfolgte anhand konfokaler Mikroskopie. Schließlich erfolgte eine histologische Charakterisierung der Mikrotumore, wobei die Methodik der Einbettung der Mikrotumore in Paraffin etabliert wurde. Die Schnitte wurden dann mittels immunhistochemischer Färbung untersucht. Zusätzlich wurden HE-Schnitte angefertigt. Es zeigten sich strukturelle Merkmale des Prostatakarzinoms. Die Mikrotumore unterschieden sich eindeutig von den aus Zelllinien entstandenen Sphäroiden. Als Grundlage zur Testung von Immuntherapien an den Mikrotumoren wurden Tests mit tumorinfiltrierenden Lymphocyten durchgeführt. Diese wurden aus dem Tumorgewebe isoliert und expandiert. Die Aktivität der TILs alleine, in Anwesenheit von Sphäroiden und in Anwesenheit der Checkpointinhibitoren Nivolumab und Ipilimumab konnte mittels ELISpot ermittelt werden. Schließlich wurde die Zusammesetzung (CD4+/CD8+/T-reg) der TILS mittels FACS analysiert. Durch die Etablierung der genannten Methoden ist die Grundlage für weitere Experimente an größeren Fallzahlen gelegt.