Stephan Fuhrmann

Einfluss der TGF-beta1 Expression auf das in-vivo Wachstum der humanen kolorektalen Adenokarzinomzelllinie HRT-18

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades Doktor der Medizin (Dr. med.) vorgelegt der Medizinischen Fakultät der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
verteidigt am 20.06.2008

Abstract
Die direkte Umgebung einer Tumorzelle, das Tumorstroma, ist eine wichtige Komponente eines Karzinoms und kann sowohl Tumorprogression als auch Metastasierung aktiv fördern. Im Stroma vorhandenen Zellen (Myofibroblasten, Makrophagen und Endothelzellen) stehen unter dem Einfluss der von Tumorzellen sezernierten Zytokine und Wachstumsfaktoren. Einer dieser Mediatoren ist TGF-β1, ein Wachstumsfaktor, der proliferationsfördernd auf mesenchymale Zellen wirkt. Das Verhalten von Tumorzellen gegenueber TGF-β1 ist variabel, sowohl Proliferationshemmung als auch Proliferationsteigerung sind möglich. TGF-β1 fördert die Differenzierung von Fibroblasten zu Myofibroblasten und hemmt die Zytotoxität tumor-assoziierter Makrophagen.
Diese Arbeit untersuchte das Wachstumsverhalten einer kolorektalen Karzinomzellinie (HRT-18) nach Transfektion mit einem anti-TGF-β1-Ribozym. Ein Tumorzellklon mit reduzierter TGF-β1-Expression wurde in SCID-Mäuse transplantiert. In einem Tumorzell-Makrophagen-Kokulturmodell wurde untersucht, wie durch Ausschaltung von TGFβ1 in den Tumorzellen die Zytotoxizität von Makrophagen beeinflußt wird.
Die TGF-β1-Inhibition bewirkte ein verlangsamtes Tumorwachstum und histologisch besser differenzierte Tumoren. Die Hemmung der ROI-Produktion der Makrophagen durch die Tumorzellen war durch die Transfektion mit dem Ribozym reversibel und korrelierte mit einem verzögerten Tumorwachstum.
Diese Daten zeigen das mögliche Potential von TGF-Inhibitoren in der Therapie des kolorektalen Karzinoms.

The tumour stroma represents the microenvironment of the tumor cells, and is an important determinant of tumour malignancy. It can promote both tumour progression and metastasis. The tumor-associated stromal cells (myofibroblasts, macrophages, and endothelial cells) are strongly influenced by a variety of mediators produced by tumor cells. Among these, TGF-β1 is a growth factor with a strong antiproliferative effects on normal epithelial cells, but a potent stimulator of mesenchymal cell proliferation. On tumour cells its proliferative effect is variable ranging from inhibition to stimulation of growth. Additionally, TGF-β1 induces a myofibroblastic differentiation of fibroblasts, and it suppresses cytotoxicity of tumor-associated macrophages.
In this study we have investigated the growth properties of a TGF-β1-producing colorectal carcinoma cell line (HRT-18) after transfection with an anti-TGF-β1 ribozyme. A cell clone with reduced TGF-β1 expression was transplanted into a xenograft-SCID mouse model. The tumour cells were also cocultured with human macrophages to analyze cytotoxicity.
TGF-β1 inhibition was associated with an increased histological differentiation and a delayed tumour growth. The ROI-suppressing effect of tumor cells on macrophages was significantly reduced in ribozym-transfected cells which was found to be associated with reduced tumor cell growth under these conditions.
Therefore, these data support the idea that TGF-inhibitors are useful in the therapy of colorectal carcinoma.

Keywords:
Transforming growth factor-β1, kolorektales Karzinom, real-time-PCR, molekulare Therapie

transforming growth factor-β1, colorectal cancer, real-time-PCR, molecular therapy

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Inhaltsverzeichnis
Titelblatt, Referat, Abkürzungsverzeichnis, Inhaltsverzeichnis (1, I-VII)
1 Einleitung (1-15)
2 Material und Methoden (16-30)
3 Ergebnisse (31-43)
4 Diskussion (44-52)
5 Literaturverzeichnis (53-61)
6 Thesen (62)
Publikationen