Erwünschte und unerwünschte Effekte von Chemotherapeutika auf Mammakarzinom- und Trophoblast-Sphäroide

Fragestellung:

Aufgrund des in Industrieländern steigenden Alters bei Eintritt einer Schwangerschaft ereignet sich zunehmend häufiger eine Koinzidenz mit einem Mammakarzinom. Nach Abschluss des ersten Trimesters ist eine Therapie mit Chemotherapeutika indiziert. Es ist erforderlich eine ausreichende Wirksamkeit gegen den Tumor zu erzielen, jedoch ohne die Plazenta oder den Fetus zu schädigen. Deshalb wurden in dieser Studie organoide Sphäroide zur Simulation von Plazentagewebe und multizellulare Tumorsphäroide zur Simulation von Mammakarzinomgewebe generiert. Anschließend wurden die Effekte der Zytostatika an beiden Sphäroidtypen getestet.

Methodik:

Trophoblast- (HTR-8/SVneo, JEG-3) und MCF-7 Mammakarzinom-Sphäroide wurden mittels der „Hanging Drop“ Methode generiert. MDA-MB-231 Mammakarzinom-Sphäroide wurden mit der Liquid Overlay Technik gebildet. Nach der Generation wurden die Sphäroide mit Doxorubicin (Dx), Docetaxel (Dc), 5-Fluorouracil (FU) oder Vincristin (Vn) für 24h oder 48h inkubiert. Zur Differenzierung in eine proliferative und nekrotische Zone der Brustkrebs-Sphäroide wurden diese vor der Behandlung noch zusätzlich für 2 Tage kultiviert. Die Effekte wurden mikroskopisch ausgewertet. Zusätzlich wurden MTS Assays zur Bestimmung der metabolischen Aktivität sowie histologische und immunhistochemische (Ki-67, cPARP, p27^Kip1) Untersuchungen durchgeführt. Laktat, humanes Choriongonadotropin (hCG), Estrogen und Progesteron wurden im Überstand gemessen.

Ergebnisse:

Nach der Behandlung mit Dx, Dc oder Vn war die Morphologie der Trophoblast-Sphäroide geschädigt und die hormonelle Sekretion der Trophoblastzellen reduziert. Die metabolische Aktivität wurde durch Dx und Dc signifikant reduziert. Im Gegensatz dazu war die Morphologie der Brustkrebs-Sphäroide nur durch Dx und Dc verändert. In den histologischen Analysen wurde jedoch deutlich, dass Vn zu einer Dreischichtung der MCF-7 Sphäroide führte. Dies könnte auch auf eine Schädigung hindeuten. Zusätzlich konnten nach der Behandlung mit Dx und FU cPARP positive Zellen im äußeren sphäroidalen Rand der MCF-7 Sphäroide beobachtet werden, was auf ablaufende Apoptoseprozesse hinweist.

Schlussfolgerung:

Die toxikologischen Analysen zeigten erwünschte Wirkungen auf die Mammakarzinom-Sphäroide aber auch unerwünschte Effekte auf Trophoblast-Sphäroide. Dx und Dc schädigten beide Sphäroidtypen am stärksten. Da FU und Vn zu keiner Reduktion der metabolischen Aktivität in den Trophoblast-Sphäroide führten, sind diese beiden Medikamente interessante Kandidaten für weitere Untersuchungen.