Einsatz von Hypericin zur in-vitro photodynamischen Therapie von kindlichen Lebertumoren

Abstract

Beim Hepatoblastom und kindlichem Hepatozellulären Karzinom handelt es sich um epitheliale Lebertumore, die über 90% aller kindlichen hepatischen Malignome darstellen. Den wichtigsten prognostischen Faktor für das Überleben dieser Patienten stellt die vollständige chirurgische Resektion des Tumors dar. Für die Therapie von multifokalen Tumoren bestehen noch ungelöste Probleme, so dass der Erforschung alternativer Therapiestrategien besondere Bedeutung zukommt. Einen neuen Ansatz könnte die Photodynamische Therapie (PDT) mit photoaktiviertem Hypericin darstellen. Hypericin wird aus Johanneskraut (Hypericum perforatum) gewonnen. Es wurde bereits in mehreren Studien bei den verschiedensten Tumorarten erfolgreich als kurative Therapieoption eingesetzt. Aufgrund dieser Erfahrungen ist die Möglichkeit der PDT auch für die Behandlung von kindlichen Lebertumoren von potentiellem Interesse. Der Grundgedanke dieser Studie war die Entwicklung der wissenschaftlichen Grundlagen für eine photodynamische Behandlung mit Hypericin bei kindlichen Lebertumoren, mit dem Ziel die Prognose zu verbessern, den chirurgischen Eingriff zu vereinfachen und eine R0 – Resektionen zu ermöglichen. Zielsetzung der vorliegenden Arbeit ist daher zum einen die Untersuchung, in wie weit Hypericin von den Hepatoblastomzelllinien (HepT1, HUH6), sowie Zellen des kindlichen Hepatozellulären Karzinoms (HepG2) aufgenommen wird und damit zur Tumorvisualisierung geeignet ist, sowie die Untersuchung der in vitro Effekte von photoaktiviertem Hypericin in den jeweiligen Zelllinien. Anhand verschiedener Versuche, konnte gezeigt werden, dass die Hypericinapplikation ohne weitere Lichtexposition keinerlei Zellreduktion erzeugt, während die Kombination von Hypericin und Belichtung das vollständige Verschwinden von vitalen Zellen bewirkt. Es wurde durch die Ki-67 Immunzytochemie und dem TUNEL-Test veranschaulicht, dass durch den entstandenen photodynamischen Effekt die Anzahl der Zellproliferationen abnimmt, während die Anzahl der apoptotischen Zellen zunimmt. Demnach besitzt Hypericin ein ausreichendes Potential zur in vitro Photodynamischen Therapie bei Zellen des Hepatoblastoms und kindlichen Hepatozellulären Karzinoms. Des Weiteren ist Hypericin auch zur Tumorvisualisierung geeignet, da alle Tumorzelllinien den Photosensibilisator vollständig aufnehmen. Die quantitative Bewertung durch die FACS-Analyse veranschaulichte zudem, dass auch die Fluoreszenzintensität mit ansteigender Hypericinkonzentration zunimmt. Die von uns durchgeführten Versuche ergeben die Grundlagen für neue therapeutische, sowie diagnostiche Möglichkeiten in der Behandlung von kindlichen Lebertumoren. Möglicher klinischer Einsatz wäre die Übertragung auf die intraoperative Situation im Operationssaal, in welchem durch weißes Licht eine suffiziente Tumorzellvisualisierung sowie photodynamische Therapie erzielt werden könnte.

Background: Photodynamic therapy (PDT) has been demonstrated as valuable tool in various malignancies. The aim of this study was to evaluate hypericin, a naturally occurring photosensitizer, for visualisation and PDT in Hepatoblastoma (HB) cells.

Material and Methods: Two epithelial tumor cell lines were incubated with ascending concentrations of Hypericin. Uptake and fluorescending capability were assessed using fluorescence microscopy and FACS. PDT with white light was performed for varying time intervals. Cell viabilities and rates of apoptosis were assessed using MTT assay and TUNEL test, respectively.

Results: A nearly 100% Hypericin uptake was observed in all HB lines at 5,0 µM. PDT with Hypericin resulted in significant reduction of cell viability. PDT with Hypericin 12,5 µM for 50 minutes resulted in 100% cell death in all cell lines.

Conclusion: Hypericin is highly effective for visualization and PDT of Hepatoblastoma cells. Further studies including in vivo approaches seem necessary to further evaluate a possible role of Hypericin in diagnostic.