Einfluss von Tumor-Stroma-Interaktionen auf die Induktion von Chemoresistenz im exokrinen Pankreaskarzinom – molekulare und epigenetische Regulation von Caspasen

Die Therapie des exokrinen Pankreaskarzinoms erfolgt nach wie vor überwiegend palliativ, ein Umstand der hauptsächlich auf die ausgeprägte Chemoresistenz dieses Tumors zurückzuführen ist. Mittels eines einwöchigen Cokulturmodells aus chemosensitiven Pankreaskarzinomzelllinien (T3M4, PT45-P1) und frisch isolierten murinen Pankreasfibroblasten – letztere repräsentativ für die Hauptkomponente des Tumorstromas – konnte kürzlich eine deutliche Resistenzinduktion durch die proinflammatorischen Mediatoren IL1beta und NO während der Interaktion zwischen Tumor- und Stromazellen beobachtet werden. Anhand einer bis zu neunwöchigen Cokultivierung konnten wir nun zeigen, dass das Ausmaß der Induktion von Resistenz gegenüber Zytostatika (Gemzitabin, Etoposid) in T3M4 Zellen proportional zur Cokulturdauer zunimmt. Im Verlauf dieser Resistenzinduktion kam es zu einer deutlichen Reduktion der Caspase-3, -7, -8 und -9 Expression sowohl auf Protein- als auch auf mRNA-Ebene. Durch Applikation des DNA-Methylierungsinhibitors 5-Azadeoxycytidin konnte sowohl die Induktion von Chemoresistenz als auch die Reduktion der Caspaseexpression aufgehoben werden, was nahe legt, dass die Herunterregulation von Caspasen entweder direkt (cis) oder indirekt (trans) in Zusammenhang mit einer CpG-Hypermethylierung steht. In Einklang hiermit konnte in den cokultivierten T3M4 Zellen weiterhin eine verstärkte nukleäre Translokation der DNA-Methyltransferase-1 (DNMT1) beobachtet werden. Anhand eines SCID-Maus Tumormodells mit mono- oder mit Pankreasfibroblasten coinokulierten T3M4 Zellen war auch in vivo eine verstärkte Resistenz der coinokulierten T3M4-Tumore gegenüber einer systemischen Zytostatikatherapie (6,5mg/kg Etoposid, 2×4 Tage)festzustellen. So waren sowohl die Größenreduktion der coinokulierten T3M4-Tumore als auch die Zahl apoptotischer Tumorzellen weitaus geringer als bei den monoinokulierten T3M4-Tumoren. Desweiteren zeigte die immunhistologische Analyse eine deutlich verminderte Caspaseexpression in den coinokulierten T3M4-Tumoren. Diese Befunde belegen eine bedeutende Rolle des Tumorstromas während der Entstehung und Manifestation von Chemoresistenz im Pankreaskarzinom sowie ein methylierungsabhängiges Gene Silencing von Caspasen als einen wesentlichen molekularen Mechanismus hierbei.