Aufnahme von [131I]mIBG und [3H]Noradrenalin in Neuroblastomzellen: Einfluss der Vorbehandlung der Zellen mit Zytostatika

Abstract

Das Neuroblastom ist der häufigste extrakranielle, solide Tumor des Kindesalters. Es geht aus dem sympathischen Nervengewebe hervor. Sein biochemisches Merkmal ist die Katecholaminsynthese. Der für die Katecholaminwiederaufnahme verantwortliche Noradrenalintransporter (NAT) ist in der Klinik sowohl für die Diagnostik als auch für die Therapie des Neuroblastoms mit radioaktiv markiertem meta-Iodbenzylguanidin (mIBG), einer Noradrenalinanalogen Verbindung, die auch über den NAT aufgenommen wird, sehr wichtig. Die Diagnostik kann mit Hilfe des [123I]mIBGs erfolgen. In der Behandlung des Neuroblastoms gibt es neben der herkömmlichen Therapie mit Zytostatika die Option der Behandlung mit [131I]mIBG. mIBG wird über zwei verschiedene Transportwege in die Neuroblastomzelle aufgenommen - zum einen über den Noradrenalintransporter (NAT) zum anderen über unspezifische Diffusionsvorgänge. Während die Diagnostik des Neuroblastoms mit [123I]mIBG eine gut etablierte Methode ist, sind die Erfolge der [131I]mIBG-Therapie nicht eindeutig. Das könnte daran liegen, dass nicht alle Neuroblastom-zellen den NAT exprimieren bzw. dessen Expression nicht konstant, sondern in vielfältiger Weise beeinflussbar ist. Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, ob die Zytostatikavorbehandlung mit den klinisch verwendeten Kombinationen N4 (Vincristin, Doxorubicin, Cyclophosphamid), N5 (Vindesin, Etoposid, Cisplatin), N6 (Vincristin, Doxorubicin, Ifosfamid, Dacarbazin), einen Einfluss auf die [131I]mIBG/ [3H]NA-Aufnahme bzw. die NAT-Expression hat. Vor den Aufnahmeversuchen mit Zytostatika-vorbehandelten Zellen wurde mit Hilfe des MTT-Tests ermittelt, welchen Effekt verwendete Zytostatikakonzentrationen auf das Überleben der Zellen hatten. Dabei zeigte sich, dass Kellyzellen sensibler auf die Zytostatikavorbehandlung reagieren als die SK-N-SH-Zellen. In der hier vorliegenden Arbeit wurde aus praktischen Gründen statt [131I]mIBG hauptsächlich [3H]NA verwendet. Dieses wird wie [131I]mIBG spezifisch über den NAT in die Neuroblastomzelle aufgenommen. Bei der [3H]NA-Aufnahme nach Zytostatikavorinkubation hatten weder Dauer noch Konzentration der Zytostatikavorbehandlung einen negativen Einfluss auf die [3H]NA-Aufnahme, es wurde sogar eine leichte Aufnahmesteigerung bei der Zytostatikakombination N6 beobachtet. Außerdem zeigte sich, dass SK-N-SH-Zellen [3H]NA besser aufnahmen als Kelly-Zellen. Wurde [131I]mIBG anstelle von [3H]NA für die Aufnahmeversuche verwendet, erhielt man ganz analoge Ergebnisse. Auch die Speicherkapazität für [131I]mIBG wurde durch die Vorbehandlung mit den Zytostatikakombinationen nicht beeinflusst. Mittels RT-PCR wurde die Expression des NATs untersucht. Auch diese blieb durch die Vorbehandlung mit den unterschiedlichen Zytostatikakombinationen unverändert. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Vorbehandlung mit den Zytostatikakombinationen keinen negativen Einfluss auf die [3H]NA/ [131I]mIBG-Aufnahme hatte. Nimmt man eine Übertragbarkeit dieser Versuche auf die Klinik an, so hat die vorgeschaltete Chemotherapie keinen negativen Einfluss auf die mIBG-Aufnahme. Somit ergibt sich keine Notwendigkeit, die Reihenfolge der Therapieabläufe, wie sie z. Z. bestehen, zu ändern bzw. bestimmte Zytostatika-kombinationen nicht mehr für die Therapie der Neuroblastome zu verwenden. Auffällig war die leichte Steigerung der [3H]NA- und [131I]mIBG-Aufnahme bei Vorinkubation der Zellen mit der Zytostatikakombination N6, was wahrscheinlich auf Dacarbazin zurückzuführen ist. In einem zukünftigen Projekt sollte deshalb die Wirkung dieses Zytostatikums auf die mIBG-Aufnahme und NAT-Expression untersucht werden.

Neuroblastoma is the most common extracranial solid tumor in children. Its cells are derived from the sympathetic neuroblasts. Its specific biochemical marker is the catecholamine metabolism. The noradrenaline transporter (NAT) is responsible for the uptake of catecholamine and is important in the clinic for diagnostics and therapy with radio-labelled meta-iodobenzylguanidine (mIBG). mIBG is an analogue of the adrenergic neurone blockers and is actively taken up by the NAT. [123I]mIBG is used for diagnostics. In addition to the traditional treatment modalities for neuroblastoma like chemotherapy there are some options with [131I]mIBG as a therapy in Germany. There are two different uptake systems of mIBG in neuroblastoma cells-one is the NAT and the other is most usually simple diffusion processes. While diagnostics with [123I]mIBG is an established technique, therapy with [131I]mIBG does not show clear results. One reason could be that not all neuroblastoma cells express the NAT or the expression of the NAT is heterogenous, i.e. it is not constant, but can be influenced in many ways. The aim of this study was to evaluate whether treatment with the chemotherapy regimes N4 (vincristine, doxorubicin, cyclophosphamide), N5 (vindesine, etoposide, cisplatin), N6 (vincristine, doxorubicin, ifosfamide, dacarbazine) has an effect on the uptake of [131I]mIBG/ [3H]NA in neuroblastoma cells and on the expression of the NAT. Before the uptake experiments with chemotherapy-pretreated cells we investigated what kind of effect the concentration of chemotherapeutic agents had on the survival of neuroblastoma cells by using the MTT-test. Our results demonstrated that Kelly-cells are more sensitive to a pre-treatment with chemotherapy than SK-N-SH-cells. For these experiments we mostly used [3H]NA instead of [131I]mIBG because of practical reasons. [3H]NA like [131I]mIBG is specifically taken up by the NAT. In the [3H]NA-uptake experiments after incubation neither the duration nor the concentration of the chemotherapeutic agents had a negative effect on the uptake of [3H]NA. It showed that there was even a small increase in the [3H]NA-uptake after incubation with the chemotherapy regime N6. In addition, it proved that the uptake of [3H]NA in SK-N-SH-cells was better than the uptake in Kelly-cells. When using [131I]mIBG instead of [3H]NA, we got similar results. The storage capacity of [131I]mIBG was not affected by the pretreatment with chemotherapeutic agents either. NAT expression was observed by using RT-PCR which was not effected by the pretreatment with chemotherapeutic agents either. In summary, the incubation with chemotherapeutic regimes does not have a negative effect on the uptake of [3H]NA/ [131I]mIBG. If we consider these experiments to be representative of clinical everyday life, initial chemotherapy would not have a negative effect on the uptake of [131I]mIBG. So it should not be necessary to change the order of therapeutic procedures which exist at present or avoid special chemotherapeutic agents in the therapy of neuroblastoma. After the incubation with the regime N6 it was noticeable that there was an increased uptake of [3H]NA and [131I]mIBG, probably due to the agent dacarbazine. In a future project it should be investigated whether dacarbazine has an effect on the uptake of [131I]mIBG and on the expression of the NAT.