Der Einfluss von all-trans-Retinol, 13-cis-Retinsäure und Lycopin-Nano-Partikeln auf den 125I-Iodid und 3H-Thymidin-Stoffwechsel von kultivierten Schweinethyreozyten

Abstract

Retinol und Retinsäure beeinflußen die Proliferation, Differenzierung und Apoptose von vielen Zellen in vivo und in vitro. Bei Schilddrüsenmalignomen, insbesondere bei solchen vom follikulären Typus, bei denen die Fähigkeit zur Radioiodspeicherung ver-lorengegangen ist, wird Retinsäure zur Redifferenzierung eingesetzt, um eine Radio-iodidaufnahme als Voraussetzung für eine Radioiodtherapie zu erreichen. Eine Be-handlung mit Retinoiden ist mit zum Teil ausgeprägten Nebenwirkungen verbunden. Daher bietet es sich an, Lykopin zu testen. Lykopin hat eine strukturelle Ähnlichkeit mit Retinol und gilt als effektives Antioxidans ohne große Nebenwirkungen. Retinol, 13-cis-Retinsäure und Lykopin werden daher in ihrer Wirkung auf Schilddrüsenzellen mit-einander verglichen. Bei einer Radioiodtherapie werden sowohl transformierte als auch nicht transformierte Zellen der Schilddrüse erreicht. In der vorgelegten Arbeit wird der Effekt auf die nicht transformierten Schilddrüsenzellen untersucht. Als solche werden Thyreozyten vom Schwein verwendet. Als Differenzierungsparameter dient die 125I-Iodidaufnahme, als Wachstumsparameter die 3H-Thymidinaufnahme. Retinol steigert die Thymidinaufnahme in Thyreozyten unter Dosen von 13µM. Dieser Effekt wird besonders deutlich, wenn die Zellen mit einer "subphysiologischen" Retinolkonzentration (0,098µM) drei Tage vorinkubiert werden. 13-cis-Retinsäure hat keinen oder eher einen hemmenden Effekt auf die Thymidinaufnahme. Lykopin erwies sich im Beobachtungszeitraum als wirkungslos. Retinol steigert auch die Iodidaufnahme im Vergleich zur Kontrolle. Retinsäure zeigt diesen Effekt nicht. Lykopin läßt in normalem Medium mit physiologischer Retinolkonzentration keine Wirkung erkennen. In retinolfreiem Kulturmedium kommt es unter Lykopin dagegen zu einer Abnahme der Iodidspeicherung. Der immun-histochemische Nachweis der NIS-Expression zeigt dabei, daß die NIS-Menge unabhängig von der Retinolkonzentration relativ konstant bleibt. Das im Kulturmedium verwendete Antibiotikum Ciprobay® hat nur flüchtige Effekte. Bei den in retinolhaltigem Medium kultivierten Thyreozyten kommt es in den ersten 4 Stunden zu einer leichten, nicht signifikanten Steigerung der Thymidinaufnahme, danach eher zu einer Abnahme. Diese Abnahme ist jedoch nicht signifikant von der Kontrolle verschieden.

Retinol and retinoic acid are influencing proliferation, differentiation and apoptosis of many cells in vivo and in vitro. In vivo retinoic acid is used to redifferentiate transformed thyroid cells, especially those of follicular thyroid carcinoma. Cancer cells loose their ability to take up and to store radioiodide with tumor progression. Uptake and storage of iodide is a prior condition for an effective radioiodide ablation therapy of these malignancies. On the other hand radioiodine is normally picked up into non-transformed cells too. This study deals with non transformed porcine thyroid cells. Therapy with retinoids often causes non-desired side effects. Therefore we looked for substances similar to retinol but without severe side effects. For this purpose we tested lycopene, a carotene known as efficient antioxidant. We compared the effects of retinol, 13-cis-retinoic acid and lycopene on non-transformed porcine thyrocytes. As differentiation marker we measured 125I-iodide uptake and as a parameter of growth 3H-thymidine uptake. After pre-incubation of the cells for three days in medium supplemented with a ‘sub-physiological’ dose of retinol (0,098µM), a ‘therapeutical’ dose of retinol (13 µM) increased the thymidine uptake clearly whereas 13-cis retinoic acid (13 µM) showed no effect or even inhibited the thymidine uptake. Lycopene was ineffective during the observation time. Retinol also increased iodide uptake compared to the control. There is no such effect in the cells treated with retinoic acid. Lycopene showed no effect on iodide uptake when cells were cultured in retinol containing medium, whereas in retinol-free medium lycopene decreased iodide-uptake. Immunocytochemistry showed that NIS expression is stabile and independent from the concentration of retinol. Ciprobay® added to the culture medium as antibiotic had only very small and fugitive effects. During the first four hours of incubation in retinol supplemented medium, thyrocytes showed a small increase in thymidine uptake, at later time thymidine uptake was slightly decreased.