Untersuchungen zur Pharmakodynamik von oxaliplatinhaltigen HIPEC Spülflüssigkeiten ex vivo und in vitro

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URI: http://hdl.handle.net/10900/126029
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:21-dspace-1260290
http://dx.doi.org/10.15496/publikation-67392
Dokumentart: PhDThesis
Date: 2022-04-06
Source: Inhalte der Dissertation wurden am 31. Juli 2019 auf dem Preprint Server bioRxiv veröffentlicht; http://dx.doi.org/10.1101/709055
Language: German
Faculty: 4 Medizinische Fakultät
Department: Medizin
Advisor: Beckert, Stefan (Prof. Dr.)
Day of Oral Examination: 2022-03-21
DDC Classifikation: 610 - Medicine and health
Other Keywords: Hypertherme intraperitoneale Chemotherapie (HIPEC)
Oxaliplatin
Oxaliplatin
Hyperthermic intraperitoneal chemotherapy (HIPEC)
Peritoneal cancer
License: http://tobias-lib.uni-tuebingen.de/doku/lic_ohne_pod.php?la=de http://tobias-lib.uni-tuebingen.de/doku/lic_ohne_pod.php?la=en
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Inhaltszusammenfassung:

Durch die Einführung eines multimodalen Therapiekonzepts bestehend aus zytoreduktiver Chirurgie und hyperthermer intraperitonealer Chemotherapie (HIPEC) konnte bei peritonealen Malignitäten eine signifikante Lebensverlängerung erzielt werden. Allerdings wird nach der gegenwärtigen klinischen Studienlage der additive Nutzen des 30-minütigen HIPEC Protokolls mit dem Zytostatikum Oxaliplatin hinterfragt. Die Dissertation hat sich mit der pharmakologischen Wirksamkeit oxaliplatinhaltiger Spülflüssigkeiten (OCS) unter HIPEC Bedingungen befasst. Dabei wurden ex vivo intraoperativ gesammelte Proben von 9 Patienten sowie in vitro hergestellte OCS in klinisch relevanten Konzentrationen nach aktuellen Behandlungsprotokollen untersucht. Als Trägerlösungen sind die Peritonealdialyselösung PHYSIONEAL 40 Glucose 2,27 % w/v / 22,7 mg/ml und die Infusionslösung Glucosteril 5 % verwendet worden. Die Experimente wurden mit der bewährten Echtzeit-Methode der Impedanz-basierten Zellanalytik in einem publizierten Modellsystem auf Grundlage der ovariellen Karzinomzelllinie OAW42 durchgeführt, die als wesentlichen Faktor eine mikroskopisch gemessene Schichtdicke von etwa 100 µm bilden. Die Etablierung von Versuchen, die auf der Kolonkarzinom Zelllinie Caco2 basieren, erwiesen sich als nicht praktikabel. Die Experimente konnten für alle verwendeten OCS eine zytotoxische Wirkung nachweisen, wenn diese kontinuierlich auf den Zellen exponiert wurden. Ein kurzzeitige HIPEC Simulation von 30 Minuten und 42 °C zeigte hingegen sowohl für das Patientenmaterial als auch für die OCS in den entsprechend definierten Dosierungen nur eine abgeschwächte bzw. gar fehlende Effektivität. Durch die Verlängerung des hyperthermen Verfahrens auf eine Stunde ließ sich eine Verstärkung der oxaliplatinhaltigen Zellschädigung darlegen. In diesem Zusammenhang konnte die extern erfolgte Analyse der Atomabsorptionsspektrometrie eine Konzentrations-abhängigkeit sowie Qualitätssicherung der OCS verdeutlichen. Ferner sind Teile der Resultate durch das Physiologische Institut des Universitätsklinikums Tübingen mit weiteren Endpunkt-Untersuchungen (CellTiter Blue und Sulforhodamin B) und der zusätzlichen Kolonkarzinom Zelllinie HT29 validiert worden. Als Erklärungsansatz kann eine unzureichende Penetrationstiefe und Verteilung des Platinderivats in den Zellverband bei einer zu kurzen hyperthermen Expositionszeit vermutet werden. Neben der verwendeten Dosis scheinen noch größtenteils unbekannte pharmakologische Effekte durch potenzielle Interaktionen von Oxaliplatin mit den Trägerlösungen (u.a. die Bildung von Intermediaten) und individuelle Faktoren wie der gemessene pH-Wert eine nicht unwesentliche Einflussnahme zu haben. Eine bedeutende Erkenntnis stellt zudem die in der Durchflusszytometrie nachgewiesene Reduktion des Zellvolumens der mit Hyperthermie behandelten und in den unterschiedlichen Medien gelösten OAW42 dar, die womöglich auf relevante Flüssigkeitsverschiebungen durch einen osmotischen Gradienten zurückzuführen ist. Zusammenfassend stimmen die in der Dissertation dargelegten Ergebnisse mit dem Kontext der derzeitigen Studienlage überein. Die Rolle der (oxaliplatinhaltigen) HIPEC ist im Gegensatz zu der chirurgischen Vorgehensweise ein experimentelles klinisches Behandlungsverfahren für peritoneale Malignitäten mit entscheidenden Limitationen. Für die kritische Einordnung ihrer künftigen Bedeutung ist eine intensivierte Grundlagenforschung notwendig, um evidenzbasierte und standardisierte Protokolle zu etablieren.

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