Dokument: Präklinische Untersuchung des Therapieeffekts von Radiotherapie, Tumortherapiefeldern und personalisierter Chemotherapie auf zerebrale Metastasen

Titel:	Präklinische Untersuchung des Therapieeffekts von Radiotherapie, Tumortherapiefeldern und personalisierter Chemotherapie auf zerebrale Metastasen
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=69616
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20250515-110316-2
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Jeising, Sebastian [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 7,56 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 11.05.2025 / geändert 11.05.2025
Beitragende:	Sabel, Michael [Gutachter] Felsberg, Jörg [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Hirnmetastasen (engl.: brain metastases; BM) sind insgesamt die häufigsten Tumoren des zentralen Nervensystems. Es wird geschätzt, dass etwa 25% aller Krebspatienten intrazerebrale Metastasen ihrer Tumorerkrankung entwickeln, und obwohl sich die neurochirurgische Resektion sowie die strahlentherapeutische und medikamentöse Behandlung in den letzten Jahren verbessert haben, überleben die meisten Patienten kaum ein Jahr nach Diagnosestellung. Aus dem Bestreben nach lokoregionaler Kontrolle des Tumorwachstums wurden sogenannte Tumortherapiefelder (engl.: Tumor Treating Fields; TTFields) entwickelt. Es konnte bereits nachgewiesen werden, dass TTFields eine Verringerung der Lebensfähigkeit von Zellen des nicht-kleinzelligen Bronchialkarzinoms (engl.: non-small-cell lung cancer; NSCLC) bewirken und eine additive Wirkung in Kombination mit Chemotherapeutika in vitro entfalten. Eine klinische Studie mit Beteiligung der Klinik für Neurochirugie des Universitätsklinikums Düsseldorf untersucht derzeit den Therapieeffekt von TTFields für NSCLC Patienten mit Hirnmetastasen. Darüber hinaus konnten klinische Studien mit zielgerichteten Wirkstoffen gegen Treibermutationen sowie mit Immuntherapeutika deutliche Effekte auf das Überleben von Patienten mit Hirnmetastasen; insbesondere von NSCLC nachweisen. Ziel der eigenen experimentellen Forschungsarbeit war es, aus Patientenmaterial Zellmodelle aus Hirnmetastasen zu generieren, diese zu validieren und folgend die Therapieeffekte von Radiotherapie, Tumortherapiefeldern und personalisierter Chemotherapie zu untersuchen. Dazu wurden zunächst Bedingungen für die Etablierung von primären Zellkulturen aus intrazerebralen Metastasen erarbeitet. Mittels Next-Generation Sequencing (NGS) wurden genetische Ziele für personalisierte Pharmakotherapien identifiziert und folgend mit Standard-Chemotherapien in Wirkstoff-Screenings im Hinblick auf das Zellüberleben in vitro verglichen. Weiterhin wurden die Zellmodelle bestrahlt oder mit TTFields behandelt sowie einem zielagnostischen Hochdurchsatzwirkstoffscreening zugeführt. Insgesamt konnten 26 primäre Zellmodelle aus Hirnmetastasen unterschiedlichen Ursprungs etabliert werden. Davon wurde in sieben Fällen NGS-Untersuchungen des Tumorgewebes der Hirnmetastasen und der daraus abgeleiteten Primärkulturen durchgeführt. Diese zeigten für alle untersuchten Modelle übereinstimmende Treibermutationen. Für elf Zellmodelle wurden gezielte Therapiescreens in vitro durchgeführt, während sechs Zellmodelle im Hochdurchsatzwirkstoffscreening untersucht wurden. Die Bestrahlung der Zellmodelle zeigte keine signifikante Reduktion des Zellüberlebens. Eine Behandlung mit TTFields reduzierte das Zellüberleben in allen untersuchten Modellen. Die gezielte Wirkstofftestung sowie das Hochdurchsatzwirkstoffscreening ergaben konkordante Ergebnisse zu den genetisch nachgewiesenen prädiktiven Mutationen. Darüber hinaus identifizierte das Hochdurchsatzwirkstoffscreening eine Reihe weiterer relevanter Therapeutika, die auf individueller Basis neue Behandlungsoptionen für Patienten mit Hirnmetastasen eröffnen könnten. Brain metastases (BM) are the overall most common tumors in the central nervous system. It is estimated that about 25% of all cancer patients develop cerebral metastases, and although neurosurgical resection and radiotherapy have improved in recent years, most patients barely survive more than one year after diagnosis. Tumor Treating Fields (TTFields) have been developed to improve the locoregional control of tumor growth. It has already been demonstrated that TTFields reduce the viability of non-small-cell lung cancer (NSCLC) cells and have an additive effect in vitro in combination with chemotherapeutic agents. A clinical study with participation of the Department of Neurosurgery at the University Hospital Düsseldorf is currently investigating the therapeutic effect of TTFields in NSCLC patients with BM. Furthermore, clinical studies recently achieved significant effects on the survival of patients with BM by utilizing pharmacological therapies specifically targeting driver mutations or immune checkpoints, in particular in BM of NSCLC patients. The aim of this experimental thesis was to generate primary cell models of BM from patient tissues, validate them and subsequently investigate the therapeutic effects of radiotherapy, TTFields and personalized drug treatment. To achieve this, conditions for establishment of primary cultures from BM tissues were successfully developed. In a next step, targets for molecularly based personalized pharmacotherapies were identified using next-generation sequencing (NGS) and subsequently compared with standard chemotherapies in small scale drug screenings focusing on cell survival. Furthermore, the established cell models were subjected to radiation treatment, TTFields or high-throughput drug screening. In total, 26 primary cell models were established from BM. Among these, NGS analyses from primary BM tissues and the derived cell culture models were performed in seven cases, revealing consistent driver mutations between tissue and cell culture models. Eleven cell models were subjected to focused therapy screenings, with an additional six models undergoing high-throughput drug screening. While radiotherapy showed no significant effect on cell survival, TTFields significantly reduced cell survival in all models examined. Both small- scale drug testing and high-throughput drug screening yielded pharmacogenetically concordant results as indicated by in vitro response to drugs targeting the detected predictive genetic alterations. In addition, high-throughput drug screening identified several other promising drugs that could be candidates for novel treatment options on an individual basis.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	15.05.2025
Dateien geändert am:	15.05.2025
Promotionsantrag am:	14.01.2025
Datum der Promotion:	08.05.2025