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Das Knochenmark ist der Entstehungsort der akuten lymphatischen Leukämie (ALL). Ein dortiges frühes Rezidiv ist oft durch Resistenzen gegenüber etablierten Chemotherapeutika gekennzeichnet und steigert das Risiko, an der ALL zu versterben drastisch. Ein Ansatz zur Etablierung neuartiger Therapiekonzepte ist die Einflussnahme auf die Interaktionen zwischen Leukämiezellen und Adipozyten. Zur Untersuchung der Interaktion von ALL-Zellen und Adipozyten ist die Entwicklung eines standardisierten Ko-Kultur-Modellsystems Voraussetzung. In dieser Arbeit wurde ein Ko-Kultur-Modellsystem entwickelt, das außer dem Grundmedium Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium/Nährmischung F12 (DMEM/F12) weder adipogene Differenzierungsfaktoren, bovines Serumalbumin noch fetales Kälberserum enthält, da diese Faktoren die Interaktion von Leukämiezellen und Adipozyten beeinflussen können. Das Modellsystem gewährleistet, dass sich die Morphologie der Adipozyten sowie die Gen- und Proteinexpression adipozytenspezifischer Marker kaum verändert. In diesem Ko-Kultur-Modellsystem wurde der Einfluss sowohl von Adipozyten des Knochenmarks (MS-5- und OP9-Zellen) als auch des weißen Fettgewebes (Simpson-Golabi-Behmel Syndrom- (SGBS) Zellen) auf B-Vorläufer-ALL-Zelllinien und primäre B-Vorläufer-ALL-Zellen (Xenograft-Proben) untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, dass murine MS 5-Adipozyten in der Ko-Kultur das Überleben der B-Vorläufer-ALL-Zelllinien NALM-6, REH, EU3, KOPN-8, Kasumi-2, RCH-ACV und SMS-SB, sowie bestimmter Xenograft-Proben (Xenograft-Survivors) bis zu vierzehn Tage signifikant im Vergleich zur Mono-Kultur verbessern. Der Einfluss muriner OP9-Adipozyten auf B-Vorläufer-ALL-Zelllinien erwies sich als gering, da nur NALM-6 eine Steigerung der Zellviabilität und -zahl aufwies. Während humane SGBS-Adipozyten das Überleben und die Proliferation der 23 getesteten Xenograft-Proben im Mittel signifikant im Vergleich zur Mono-Kultur steigerten, traf dies nur auf die B-Vorläufer-ALL-Zelllinien NALM-6 und RS4;11 zu. Zudem wurde der Einfluss von Präadipozyten auf Leukämiezellen untersucht. Dabei bewirkte die Ko-Kultivierung mit MS-5-Präadipozyten eine signifikante Steigerung der Zellviabilität und -zahl der getesteten B-Vorläufer-ALL-Zelllinien. MS-5-Präadipozyten unterstützten das Überleben und die Proliferation der B-Vorläufer-ALL-Xenograft-Proben in der gemeinsamen Ko-Kultur am stärksten von allen in dieser Arbeit verwendeten Zelltypen. Im Gegensatz dazu wurde durch Ko-Kultivierung mit OP9-Präadipozyten die Zellviabilität sowie -zahl der getesteten B-Vorläufer-ALL-Zelllinien nicht signifikant verbessert. SGBS-Präadipozyten verbesserten das Überleben und die Proliferation von NALM 6 und RS4;11 sowie einer Gruppe von Xenograft-Proben signifikant. Ob die Interaktion von B-Vorläufer-ALL-Zelllinien und Adipozyten des weißen Fettgewebes oder Knochenmarks zellkontaktabhängig oder -unabhängig war, wurde in Ko-Kulturen und in Transwell-Assays untersucht. Dabei benötigten MS-5-Adipozyten zumeist den direkten Zellkontakt, um das Überleben der B-Vorläufer-ALL-Zelllinien zu fördern, da letztgenannte im Transwell-Assay ein schlechteres Überleben als in der Ko-Kultur zeigten. Eine Ausnahme bildete dabei KOPN 8, die keinen Zellkontakt mit MS-5-Adipozyten zur Steigerung der Proliferation benötigte. Zudem unterstützten SGBS-Adipozyten das Überleben und die Proliferation von NALM-6 zellkontaktunabhängig. Somit scheint der Mechanismus der Interaktion abhängig von der getesteten B-Vorläufer-ALL-Zelllinie zu sein und könnte ebenfalls von der Herkunft der Adipozyten (aus weißem Fettgewebe bzw. Knochenmark) beeinflusst werden. Leukämiezellen induzierten im Fettgewebe ein proinflammatorisches Genexpressionsprofil durch die gesteigerte Expression von Interleukin-6, -7 und -8 (IL-6, -7, -8) in SGBS-Adipozyten sowie von Il-6 und Monocyte chemoattractant protein-1 (Mcp-1) in MS 5-Adipozyten. Interessanterweise zeigten die Xenograft-Survivors eine höhere basale Expression des Interleukin-6-Rezeptors als Xenograft-Non-Survivors. Durch die Aktivierung des Interleukin-6-Rezeptors auf Leukämiezellen durch von Adipozyten sezerniertes IL-6 könnte somit das verbesserte Überleben sowie die erhöhte Proliferation der Xenograft-Survivors vermittelt werden. Die Erforschung dieses Mechanismus sowie dessen pharmakologische Inhibition bleibt Bestandteil zukünftiger Forschungsarbeit. Durch die Etablierung eines standardisierten Ko-Kultur-Systems zur Interaktionsprüfung von Adipozyten und Leukämiezellen sowie die Identifikation eines an der Interaktion potentiell beteiligten Signalwegs wurde mit dieser Arbeit die Grundlage zur weiteren Erforschung der Interaktion zwischen Adipozyten und B-Vorläufer-ALL-Zellen gelegt, mit dem Ziel, diese Interaktion in der Zukunft gezielt durch neue Therapieansätze zu unterbinden. |
