Gibt es einen strukturellen Marker für Tumorstammzellen? Ein Diskussionsbeitrag

Zusammenfassung

Klone und Subpopulationen von Tumorzellen werden nach derzeitiger Auffassung auf Tumorstammzellen zurückgeführt. Zwar können einige tumorigene Zellpopulationen durch bestimmte Zelloberflächenmarker charakterisiert werden, Tumorstammzellen konnten jedoch auf diese Weise bisher nicht nachgewiesen werden. Wir haben durch elektronenmikroskopische Untersuchungen an 6 verschiedenen Malignomtypen versucht, einen Hinweis auf ein mögliches morphologisches Kriterium zu finden. Die Befunde zeigen, dass in allen Malignomen ein relativ seltener Tumorzelltyp beobachtet werden kann, der ein intrazytoplasmatisches Cilium (iCi) enthält. Mit der angewandten Methodik ließ sich ein Verhältnis von einem iCi auf 600 Zellanschnitte ermitteln. Aufgrund seiner Struktur kann das iCi mit einem Primordialcilium (pCi) embryonaler Gewebe verglichen werden. Das iCi liegt asymmetrisch, wodurch sein basales Centriol asymmetrische Zellteilung bedingt und die Mutterzelle unverändert zurückbleiben lässt. Im Unterschied zum iCi ragt das pCi in den Extrazellulärraum (EZR). Dort erkennt und bindet es über entsprechende Rezeptoren u. a. die von allen Zellen gebildeten und freigesetzten Signalmoleküle Sony Hedgehog (Shh) und Wingless (Wnt). Beide Molekülfamilien steuern in Rückkopplung zum EZR die fundamentalen Signalwege u. a. für Wachstum sowie Zell- und Gewebedifferenzierung während der Embryonalentwicklung wie auch postnatal. Tumorzellen mit einem iCi reagieren dagegen im Wesentlichen nur auf die von ihnen selbst erzeugten Shh- und Wnt-Moleküle. Dieser Kurzschluss macht diese Tumorzellen autonom und prädestiniert sie als Tumorstammzellen.

Summary

Clones and subpopulations of tumor cells are commonly traced back to tumor stem cells. Some tumorigenic cell populations can be indeed specified by cell surface markers but up to now tumor stem cells could not be identified by this method. We examined electronmicroscopically 6 different malignomas to find a morphological criterion possibly signing tumor stem cells. With the methods used a relatively rare tumor cell type could be observed harbouring an intracytoplasmatic cilium (iCi). Our findings show a proportionality of one iCi per 600 cell cuts. An iCi is comparable to a primary cilium (pCi) characteristic for embryonic cells. Because of its structure the iCi can be compared in some important aspects with the pCi. The iCi is also located asymmetrically within the tumor cell plasm. Its basal centriol causes asymmetric cell divisions leaving behind an intact mother cell. Unlike the iCi the pCi reaches antenna-like into the extracellular space, probing the extracellular environment for signalling molecules like Sony Hedgehog (Shh) and Wingless (Wnt) that are recognized by the receptors they bear. Both molecule families coordinate the most important intracellular signalling pathways regulating especially growth as well as cell and tissue differentiation during development and postnatal. Unlike cells with a pCi, tumor cells with an iCi react with their own synthesized Shh- and Wnt molecules. This short circuit provide these tumor cells with a far extending autonomous status predestinating them as tumor stem cells.

Schlüsselwörter

Elektronenmikroskopie - Tumorstammzelle - intrazytoplasmatisches Cilium - Primordialcilium

Keywords

Electron microscopy, - tumor stem cells - intracytoplasmatic cilium - primordial cilium

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