In-vitro-Analyse zur Wirkung ionisierender Strahlung auf Adipose-derived stem cells der weiblichen Brust

Annemarie Schröder, geb. Baaße

Universität Rostock, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Innerhalb des Brustgewebes sind Adipose-derived stem cells (ADSCs) für die Aufrechterhaltung der zellulären Homöostase verantwortlich. Dieses Potenzial kann jedoch auch zu dem unerwünschten Effekt der Tumorförderung beitragen. Hierbei ist weitestgehend unbekannt, inwieweit die Exposition von ADSCs mit ionisierender Strahlung, die in der Behandlung von Brustkrebspatientinnen routinemäßig zur Anwendung kommt, diese Interkationen beeinflusst. Daher beschäftigte sich diese Arbeit mit der Wirkung ionisierender Strahlung auf selbst isolierte ADSCs der weiblichen Brust. Insgesamt zeigte sich, dass die Strahlenexposition von ADSCs deren Interaktion mit Brustkrebszellen beeinflusst. So verbesserten einerseits unbestrahlte oder mit niedrigeren Dosen behandelte ADSCs das Wachstum und das klonogene Überleben von MCF-7- Brustkrebszellen, wohingegen die Verwendung höherer Strahlendosen eine Umkehr dieser Effekte zur Folge hatte. Dieser, über ADSCs vermittelte strahleninduzierte Bystandereffekt, bewirkt demnach sowohl Kurzzeit- (Wachstum) als auch Langzeiteffekte (klonogenes Überleben) in MCF-7-Brustrkesbzellen. Dabei zeigte sich in Bezug auf die Wachstumsinhibition eine Abhängigkeit von der Strahlendosis, wohingegen das klonogene Überleben unabhängig von der Dosis applizierter ionisierender Strahlung gleichermaßen gesenkt wurde. Im Gegensatz dazu, konnten keine Effekte ko-kultivierter ADSCs auf die Strahlensensitivität von MCF-7-Brustkrebszellen nachgewiesen werden. Analysen zur Wirkung ionisierender Strahlung auf die ADSCs selbst, ergaben eine mittlere Strahlenempfindlichkeit dieser Stammzellen, gekennzeichnet durch eine hohe Reparaturkapazität von DNS-Doppelstrangbrüchen. Die in diesem Zusammenhang festgestellte Zunahme des Anteils bestrahlter ADSCs im G2M-Zellzyklusarrest und die gleichzeitige Erhöhung der Expression des Cyclin-abhängigen Kinase- (CDK) Inhibitors p21 deuteten hierbei auf funktionelle Reparaturmechanismen hin. Zudem konnte nachgewiesen werden, dass die Niedrigdosisbestrahlung unterhalb von 0,1 Gy proliferationsfördernd auf die ADSCs wirkt, während weder zytoto- noch genoxische Schädigungen auftraten. Dieser Effekt könnte innerhalb regenerativer Therapieansätze genutzt werden, um den Therapieerfolg zu optimieren. Zusammenfassend konnte innerhalb dieser Arbeit ionisierende Strahlung als ein Regulationsfaktor der Stammzellnische von ADSCs identifiziert werden. 

25.000 Euro (2018)