Fibronektin aus Osteoblastenvorläufern inhibiert das Tumorwachstum

Einleitung:

Mesenchymale Stromazellen modulieren die Immunantwort gegen Krebs, wobei einige Gruppen von einer Zunahme, andere jedoch von einer Abnahme des Krebswachstums berichten. Unsere Gruppe wies nach, dass Fibronektin aus differenzierten Osteoblasten indirekt das Tumorwachstum verstärkt. Dies erfolgt durch eine Inhibition der Myeloidzellen. Ziel dieser Arbeit ist es daher, den Einfluss von Präosteoblasten und deren Fibronektin auf das Tumorwachstum zu eruieren.

Ergebnisse:

Dazu wurden Stromazellen aus dem Knochenmark von Mäusen entnommen, welche sowohl Vaskulär-, als auch Osteoblastenvorläufer beinhalteten. Diese Zellen wurden daraufhin subkutan mit B16-Melanomzellen im Verhältnis 0,1:1 injiziert. Die Stromazellen verringerten das Tumorwachstum dabei um 50% (n = 6/9; p < 0,05). Daraufhin wurden Stromazellen aus konditionellen Knockouts (cKO) verwendet, bei denen Fibronektin mittels des Kollagen α1(I) Promotors (Col cKO) ausgeschaltet wurde. Die Tumore unterschieden sich nicht von denen mit wildtypischen Stromazellen (n = 6; p = n.s.). Auch Zellen, aus denen mittels des Vav-Promotors (vaskuläre Vorläufer) Fibronektin deletiert wurde (Vav cKO), zeigten keinen Unterschied (n = 8; p = n.s.). Im Gegensatz dazu führte die Ausschaltung von Fibronektin in Osteoblastenvorläufern mittels des Osterix Promotors (Osx cKO) zu einer Verstärkung des Tumorwachstums (Erhöhung um 240%; n = 8; p < 0,05). Dieser Effekt wurde dabei nicht von einem veränderten Anteil an Endothelzellen (CD31+) begleitet, sondern von einer Abnahme an CD45+-Immunzellen (n = 8; p < 0,05), insbesondere Makrophagen (CD11b+F4/80+; n = 8; p < 0,05). Um zu untersuchen, inwiefern die verschiedenen Stromazellen das Immunzellverhalten beeinflussen, wurden Stromazellen des Knochenmarks mit Immunzellen in verschiedenen Kombinationen kokultiviert und die Zytokinexpression mittels qPCR evaluiert. Besonders zwei Zytokine erwiesen sich als interessant: Das proinflammatorische Zytokin Interferon-γ (IFN-γ), das das Tumorwachstum vermindert und das antiinflammatorische Interleukin-10 (IL-10), welches das Tumorwachstum verstärkt. Stromazellen aus Osx cKO Tieren zeigten eine Verminderung der IFN-γ-Expression, vereinbar mit dem erhöhten Tumorwachstum (20% des Kontrollwerts; n = 6/6; p < 0,01). Die kokultivierten Immunzellen zeigten hingegen eine 2-fache Erhöhung an IL-10 (n = 4/5; p < 0,01). Dies war bei den anderen Kombinationen nicht der Fall.

Diskussion:

Zusammenfassend zeigen die vorgestellten Daten, dass Osteoblastenvorläufer die Immunantwort gegen Krebs mittels der Bildung von Fibronektin unterstützen. Dies wird durch eine Veränderung der Zytokinexpression vermittelt, weswegen sich eine lokale, jedoch nicht systemische, Stimulation von Osteoblastenvorläufern in Krebspatienten als vorteilhaft erweisen könnte.