Dokument: Immunogenes Potential der 5-Aminolävulinsäure-basierten Photodynamischen Therapie beim Glioblastom
| Titel: | Immunogenes Potential der 5-Aminolävulinsäure-basierten Photodynamischen Therapie beim Glioblastom | |||||||
| Weiterer Titel: | The Immunogenic Potential of 5-Aminolevulinic Acid-mediated Photodynamic Therapy in Glioblastoma | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=18466 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20110628-143716-7 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Peters, Corinna [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | PD Dr. Sorg, Rüdiger V. [Gutachter] Prof. Dr. Willbold, Dieter [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | 5-Aminolävulinsäure, ALA, Photodynamische Therapie, PDT, Glioblastom | |||||||
| Dokumententyp (erweitert): | Dissertation | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Glioblastome zählen zu den häufigsten und aggressivsten primären Gehirntumoren. Gegenwärtig liegt das mediane Überleben der Patienten bei 14,6 Monaten. Daher werden neue Therapien drin-gend benötigt. Die 5-Aminolävulinsäure (ALA)-vermittelte Photodynamische Therapie (ALA/PDT) stellt einen vielversprechenden Therapieansatz dar. Sie beruht auf der Tumor-selektiven Akkumulation des Photosensitizers Protoporphyrin IX, der in den Tumorzellen aus ALA metabolisiert wird. Durch Anregung des Photosensitizers mit Laserlicht einer Wellenlänge von 635 nm, kommt es innerhalb der Tumorzellen zur Bildung reaktiver Sauerstoffspezies, wodurch diese abgetötet werden.
Erste Studien sind vielversprechend, weisen jedoch aufgrund der geringen Eindringtiefe des Laser-lichtes im Gehirn darauf hin, dass andere Mechanismen neben der direkten Phototoxizität an der Wirksamkeit der ALA/PDT beteiligt sein müssen. Als mögliche Mechanismen wurden bei extrakraniellen Tumoren insbesondere in Mausmodellen die Induktion anti-tumoraler Immunität und Effekte auf das den Tumor versorgende Blutgefäßsystem sowie auf das Migrations- und Invasionsverhalten der Tumorzellen nach PDT-Behandlung identifiziert. Deshalb wurde in der vorliegenden Arbeit an einem dreidimensionalen Sphäroid-Modell für verschiedene humane Glioblastomzelllinien untersucht, ob einerseits Effekte auf die Tumorzellmigration und andererseits eine Induktion der durch Dendritische Zellen vermittelten afferenten Phase einer adaptiven Immunantwort nach ALA/PDT-Behandlung nachgewiesen werden können. Die ALA/PDT-Behandlung der Gliomsphäroide führte zu einer länger anhaltenden, fast vollständigen Suppression der Migrationsfähigkeit der Tumorzellen. Diese war assoziiert mit Veränderungen der Morphologie und des Aktin-Zytoskeletts. Nach der Behandlung zeigten die Gliomzellen ein polygones, fast epitheliales Erscheinungsbild, das mit der Induktion des epithelialen E-Cadherins einherging. Darüber hinaus konnten in ALA/PDT-behandelten Gliomzellen keine Expression der an Invasionsvorgängen beteiligten Matrix Metalloproteinasen MMP-7 und -8 mehr nachgewiesen werden. Somit induzierte die ALA/PDT zahlreiche Veränderungen in Gliomzellen, welche in einem reduzierten Migrations- und Invasionspotential resultieren können. Die Untersuchung der immunologischen Konsequenzen einer ALA/PDT-Behandlung von Gliomsphäroiden ergab, dass durch die Behandlung eine Migration unreifer Dendritischer Zellen auf die behandelten Sphäroide zu induziert wird. Unreife Dendritische Zellen nahmen dann effektiv Tumorantigen von den behandelten Sphäroiden auf, ein Prozess für den die Hochregulation von HSP70 auf der Oberfläche der Sphäroide verantwortlich gemacht werden konnte. Ferner führte der Kontakt der ALA/PDT-behandelten Sphäroide mit den unreifen Dendritischen Zellen zu deren Aktivierung und Ausreifung, was durch die Induktion des Reifungsmarkers CD83 und der co-stimulatorischen Moleküle CD40, CD80 und CD86 sowie einer gesteigerten T-Zell-stimulatorischen Aktivität der Dendritischen Zellen nachgewiesen werden konnte. Als Reifungsstimulus, der durch die ALA/PDT-Behandlung in den Sphäroiden induziert wurde, konnte abermals HSP70 verantwortlich gemacht werden. Somit induziert die ALA/PDT-Behandlung von Gliomsphäroiden alle initialen Schritte der afferenten Phase einer adaptiven Immunantwort, eine Voraussetzung für die Entwicklung einer spezifischen anti-tumoralen Immunität, die die direkte Phototoxizität als Wirkmechanismus der ALA/PDT-Behandlung vermutlich ergänzt.Glioblastoma is the most frequent and aggressive primary brain tumor. Median survival of patients is 14.6 months. Therefore, novel therapies are urgently needed. 5-aminolevulinic acid-based photodynamic therapy (ALA/PDT) is a promising therapeutic approach. It is based on the selective accumulation of the photosensitizer protoporphyrin IX, which is metabolized in the tumor cells from the prodrug ALA. Excitation of the photosensitizer with laser light of 635 nm wave length, results in the generation of reactive oxygen species in the tumor cells, which cause cell death. Results from initial studies are promising. However, the limited depth of penetration of the laser light in the cranial tissue implicates that other mechanisms besides direct phototoxicity contribute to efficacy of ALA/PDT. Possible mechanisms which have been identified for extracranial tumors, particularly in mouse models, include induction of anti-tumoral immunity, effects on tumor vasculature as well as effects on the migratory and invasive behaviour of tumor cells after PDT treatment. Therefore, a three-dimensional spheroid model of several human glioblastoma cell lines has been used to study whether there are effects of ALA/PDT on tumor cell migration or induction of the dendritic cell-based afferent phase of adaptive immunity after ALA/PDT treatment. ALA/PDT treatment of glioma spheroids resulted in a long-lasting, nearly complete suppression of tumor cell migration, which was associated with changes in morphology and the actin cytoskeleton. Following treatment, glioma cells showed a polygonal, epithelial-like appearance, which coincided with induction of the epithelial E-cadherin. Moreover, ALA/PDT-treated glioma cells had lost expression of matrix metalloproteinases MMP-7 und -8, which are involved in invasion processes. Thus, ALA/PDT induces several changes in glioma cells which can result in a reduced migratory and invasive potential. The studies on the immunological consequences of ALA/PDT treatment of glioma spheroids revealed that the treatment induced migration of immature dendritic cells towards the treated spheroids. Next, immature dendritic cells acquired tumor antigens from these treated spheroids efficiently, a process which was dependent on ALA/PDT-induced upregulation of surface HSP70 on the tumor cells. Moreover, contact of ALA/PDT-treated spheroids with immature dendritic cells resulted in dendritic cell activation and maturation as indicated by the up-regulation of the dendritic cell maturation marker CD83 and the co-stimulatory molecules CD40, CD80 and CD86 as well as an increased T-cell-stimulatory activity of the dendritic cells. HSP70 was identified as the maturation stimulus induced by ALA/PDT in the tumor cells. Thus, ALA/PDT treatment of glioma spheroids induces all initial steps of the afferent phase of an adaptive immune response, a pre-requisite for the development of specific anti-tumoral immunity which probably complements direct phototoxicity as active principle of ALA/PDT. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Transplantationsdiagnostik und Zelltherapeutika (ITZ) | |||||||
| Dokument erstellt am: | 28.06.2011 | |||||||
| Dateien geändert am: | 28.06.2011 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 09.05.2011 | |||||||
| Datum der Promotion: | 08.06.2011 |
