Dokument: Etablierung eines Workflows zur CTC-Anreicherung bei Mammakarzinompatientinnen mithilfe des rekombinanten Malariaproteins VAR2CSA (rVAR2)

Titel:	Etablierung eines Workflows zur CTC-Anreicherung bei Mammakarzinompatientinnen mithilfe des rekombinanten Malariaproteins VAR2CSA (rVAR2)
Weiterer Titel:	Establishment of a Workflow for CTC Enrichment in Breast Cancer Patients Using the Recombinant Malaria Protein VAR2CSA (rVAR2)
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=68572
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20250225-084336-6
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Wietz, Hanna Louisa [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 1,71 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 11.02.2025 / geändert 11.02.2025
Beitragende:	Prof. Dr. Tanja Fehm [Gutachter] Prof. Dr. Nikolas Stoecklein [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	In Deutschland ist das Mammakarzinom mit 69.000 Neuerkrankungen jährlich die häufigste Krebserkrankung der Frau. Nach aktuellen Inzidenzraten erkrankt eine von acht Frauen im Laufe ihres Lebens an Brustkrebs. Dabei sind 90 % der Todesfälle auf eine Metastasierung und weniger auf den Primärtumor zurückzuführen. Während des Metastasierungsprozesses gelangen Tumorzellen durch Intravasation in nahegelegene Blutgefäße. Diese zirkulierenden Tumorzellen (circulating tumor cells, CTCs) können durch Extravasation Metastasen in entfernten Geweben bilden. CTCs sind ein unabhängiger Prognosefaktor für ein progressionsfreies Überleben sowie für das Gesamtüberleben. CTCs sind sehr selten und werden üblicherweise mittels Antikörper angereichert, welche sich gegen EpCAM (epithelial cell adhesion molecule) richten. Diese Anreicherungsmethode ist jedoch durch die epitheliale-mesenchymale Transition und dem damit einhergehenden Verlust von epithelialen Markern limitiert. Agerbæk et al. konnten erstmals zeigen, dass mittels eines rekombinanten Malariaproteins und dessen Bindung an onkofetales Chondroitinsulfat (ofCS) eine Anreicherung mesenchymaler und epithelialer Tumorzellen möglich ist. Das rekombinante Malariaprotein rVAR2 (recombinant Variant Surface antigen 2) konnte bereits zur Anreicherung von CTCs von Leber-, Lungen-, Pankreas-, Prostatakarzinom- und Glioblastom-Patienten verwendet werden. Ziel dieser Arbeit ist das Etablieren eines Workflows für eine EpCAM-unabhängige Anreicherung von CTCs aus dem Blut von Mammakarzinompatientinnen. Zunächst wurde die Bindung des rVAR2 an Tumorzellen von Brustkrebszelllinienzellen verschiedener Subtypen und CTCs geprüft. Weiterhin wurden verschiedene Einflussfaktoren auf eine stabile rVAR2-ofCS Bindung untersucht. Daraufhin wurde ein Workflow erarbeitet, um Tumorzellen mittels rVAR2 anzureichern. Es konnte eine indirekte Anreicherungsmethode etabliert werden, welche auf einer magnetischen Anreicherung mittels des KingFishers basiert. Es konnte gezeigt werden, dass rVAR2 an Brustkrebszelllinienzellen unabhängig von deren Subtyp bindet, jedoch keine Bindung mit peripheren Blutzellen eingeht. Eine Anfärbung mittels rVAR2 identifiziert CTCs von metastasierten Mammakarzinompatientinnen. Anhand des neuen Workflows konnten mittels rVAR2 Zelllinienzellen verschiedener Brustkrebssubtypen mit Wiederfindungsraten von 42% ± 3,63% bei SK-BR-3 Zelllinienzellen und 73,5% ± 7,67% bei MDA-MB-231 Zelllinienzellen angereichert werden. Letztere exprimieren EpCAM gering und können daher nur schwer mittels EpCAM-abhängigen Methoden angereichert werden. Die Ergebnisse zeigen, dass rVAR2 das Potential hat eine größere Population an CTCs in Mammakarzinompatientinnen anzureichern als die etablierten EpCAM-abhängigen Verfahren. Somit können zusätzliche molekulare Information über den Tumor gewonnen werden, welche wiederum essenziell für eine personalisierte Therapie sind. Breast cancer is the most common cancer among women in Germany with up to 69.000 new cases annually. According to current incidence rates, one in eight women will develop breast cancer during her lifetime. However, 90 % of cancer-related deaths are caused by metastases and not the primary mammarian cancer itself. During metastasis, tumor cells gain the ability to enter nearby blood vessels via intravasation. Through extravasation, these circulating tumor cells (CTCs) can then form metastases in distant tissues. Importantly, CTCs can serve as an independent prognostic factor for progression-free survival as well as overall survival. As CTCs are lowly abundant, screening for them relies on enrichment by antibodies directed against epithelial cell adhesion molecule (EpCAM). However, the EpCAM enrichment method is limited by epithelial-mesenchymal transition of CTCs and the associated loss of epithelial markers. Agerbæk et al. demonstrated a novel enrichment method for mesenchymal and epithelial tumor cells using a recombinant malarial protein, recombinant Variant Surface antigen 2 (rVAR2), utilising its ability to bind to oncofetal chondroitin sulfate (ofCS). rVAR2 has already been used to enrich CTCs from patients with liver, lung, pancreatic and prostate cancer, and glioblastoma. The aim of this work is to establish a workflow for EpCAM-independent enrichment of CTCs from breast cancer patient-derived blood to overcome the limitations of EpCAM. Initially, the binding of rVAR2 to tumor cells independent of their subtypes was confirmed using various breast cancer cell lines of different subtypes and patient-derived CTCs. Furthermore, the stability of rVAR2-ofCS was investigated under different conditions various factors influencing a stable rVAR2-ofCS binding were investigated. Finally, a workflow for rVAR2-dependent tumor cell enrichment was developed. Ultimately, this established an indirect recovery method based on magnetic enrichment using the KingFisher device. The work shows specific rVAR2 binding to breast cancer cells independent of their subtype without unspecific binding to peripheral blood cells. Furthermore, rVAR2 staining successfully identified CTCs from metastatic breast cancer patients. The novel workflow of rVAR2-based enrichment leads to a recovery rate of 42% ± 3,63% from SK-BR-3 cell line derived cells and 73,5% ± 7,67% from MDA-MB-231 cell line derived cells. Importantly, EpCAM-based enrichment of MDA-MB-231 cells is not applicable due to their low EpCAM expression levels. Overall, the results suggest that rVAR2 can enrich larger subsets of CTCs in breast cancer patients compared to currently used EpCAM-dependent methods. Thus, rVAR2-based CTC screening might facilitate obtaining further molecular information about the tumor to improve prognosis and personalized cancer therapy.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	25.02.2025
Dateien geändert am:	25.02.2025
Promotionsantrag am:	12.08.2024
Datum der Promotion:	23.01.2025