Regulation der Invasion von Bronchialkarzinomzellen unterschiedlicher Differenzierung in die Basalmembran in Kokulturen und in Matrigel-Kammern

Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der Invasion von
Lungenkarzinomzellen unterschiedlicher Histologie bzw.
Differenzierung. Dazu wurden die Modelle der Kokultur und der
Matrigel-Kammern verwendet und miteinander verglichen. Die Invasion
von Tumorzellen durch die Basalmembran der Organkultur wurde in
histologischen Präparaten analysiert. Die Durchwanderung der Zellen
in Matrigel-beschichteten Kammern und das Invasionsverhalten in
konditioniertem Medium wurde quantitativ ausgewertet. Das
Invasionsmuster der Tumorzellen während der Durchwanderung an
Matrigel-beschichteten Kammern wurde elektronenmikroskopisch
dokumentiert. Um den Tumorzellen einen direkten Zugang zur
Basalmembran der Organkultur zu verschaffen, wurden die Kulturen
mit EDTA behandelt. Es war dadurch möglich, eine Kokultur
herzustellen und einzelne Schritte der Invasion an der Basalmembran
zu beobachten. Eine Adhäsion der Tumorzellen dreier verschiedener
Bronchialkarzinomlinien an die Basalmembran der Organkultur fand
bereits nach 24 Stunden der Kokultivierung statt. Mittels Kollagen
IV-Färbung zeigte sich, dass die Zellen der Linie LCLC 103H, Zellen
eines großzelligen Bronchialkarzinoms, am stärksten die
Basalmembran degradierten. Da der Unterschied gegenüber den Linien
EPLC 32M1 und NCI H125 keine Signifikanz aufwies, wurde ein
zweidimensionales Modell verwendet, um die Frühphasen der Invasion
von Tumorzellen besser vergleichen zu können. Dabei wurde die
Invasionskapazität der Tumorzellen in Matrigel-beschichteten
Kammern untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass die LCLC 103H
Linie das stärkste Potential zur Invasion in die
Matrigel-Beschichtung aufwies. Die Adhärenz, der erste Schritt der
Invasion, scheint bei dieser Linie eine wichtige Rolle zu spielen.
Bei der Linie NCI H125 ist dagegen die Migration am stärksten
ausgeprägt. Das konditionierte Medium der Linie LCLC 103H hatte
keinen Einfluss auf die Invasionskapazität anderer Zelllinien.
Elektronenmikroskopisch bestätigte sich, dass die Zellen der Linien
LCLC 103, EPLC 32M1 und NCI H841 während der Invasion an
Matrigel-beschichteten Membranen Pseudopodien ausbilden, was als
Zeichen für erhöhtes Invasionsvermögen angesehen werden kann. Die
Zellen der NCI H125 Linie dagegen bilden auf ihrer Oberfläche
vesikuläre Strukturen. Aufgrund der Ergebnisse der vorliegenden
Untersuchungen sind unsere Schlußfolgerungen: · Unterschiedliche
Zelllinien besitzen verschiedene Mechanismus der Invasion. · Die
aus mehreren Schritten bestehende Invasion (Adhäsion, Degradation
und Migration der Tumorzellen) schließt auch die Reaktion von
gesundem Gewebe nach der Stimulation von Tumorzellen
(Stromareaktion) mit ein. Die Stromareaktion, die eine wichtige
Rolle spielt, ist im dreidimensionalen Kokulturmodell erhalten.
Daher ist dieses Modell für die Untersuchungen der
Invasionsfähigkeit der Tumorzellen im menschlichen Organismus gut
geeignet und kann die Bedingungen während der Invasion am ehesten
nachahmen. Die Fähigkeit der Zellen, die Matrigel-beschichtete
Membran zu invadieren, lässt nicht unbedingt Rückschlüsse auf die
in-vivo Bedingungen zu, weil Matrigel kein menschliches Gewebe
darstellt. Mittels der Matrigel-beschichteten Kammern ist es
dennoch möglich, einzelne Schritte der Invasion, wie Adhäsion der
Tumorzellen, die Degradation von Matrigel und die Migration der
Tumorzellen sowie deren Regulierung mittels löslicher Faktoren und
Medikamente qualitativ und quantitativ sowie auch morphologisch zu
untersuchen.