@phdthesis{Schwab2011,
  author    = {Schwab, Thomas Henrik},
  title     = {Charakterisierung humaner Tumorzelllinien hinsichtlich der Expression von Oberfl{\"a}chenmarkern und des Warburg-Effektes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-66684},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Tumoren weisen oftmals einen ver{\"a}nderten Energiestoffwechsel auf, der durch den Begriff „Warburg-Effekt" bzw. „aerobe Glykolyse" charakterisiert ist. Hierunter wird die Stoffwechselsituation verstanden, auch in Gegenwart von Sauerstoff aus Glukose Laktat zu bilden. Benigne Zellen zeigen diesen Effekt in aller Regel nicht so stark wie Tumorzellen. In dieser Arbeit wurden neun Tumorzelllinien, die von unterschiedlichen humanen Tumoren etabliert wurden, hinsichtlich ihres Energiestoffwechsels untersucht. Da der Warburg-Effekt auf einem erh{\"o}hten Glukosemetabolismus beruht, wurde die St{\"a}rke der Glukoseaufnahme und Laktatbildung f{\"u}r die neun Tumorzelllinien bestimmt. Wesentliches Ziel dieser Arbeit war, einen Zusammenhang zwischen dem Warburg-Effekt und weiteren Eigenschaften der Tumorzellen wie ihrem Oberfl{\"a}chenprofil bzw. ihrer Malignit{\"a}t nachzuweisen. Zur Ph{\"a}notypisierung wurden die Oberfl{\"a}chenmolek{\"u}le CD44 und CD24 ausgew{\"a}hlt, da sie Zellinteraktionen, Zelladh{\"a}sion und Zellmigration von Tumorzellen vermitteln. Die Malignit{\"a}t wurde im Xenograft-Modell {\"u}berpr{\"u}ft. Hierzu wurden Tumorzellen unter die Haut immuninkompetenter M{\"a}use injiziert und anschließend die Wachstumsgeschwindigkeit der entstehenden, soliden Tumoren gemessen. Die Menge an produziertem Laktat durch Tumorzellen war eindeutig von der Anwesenheit von Glukose im N{\"a}hrmedium abh{\"a}ngig. Insgesamt waren f{\"u}nf der neun Tumorzelllinien starke Laktatbildner, was einer Laktatbildung von {\"u}ber 2,5 mmol/L innerhalb von 48 Stunden entspricht. Hierzu geh{\"o}rt u.a. die Mammakarzinomzelllinie MDAMB-231, wohingegen MCF-7, eine andere Mammakarzinomzelllinie, nur wenig Laktat bildete. Im Gegensatz zu MDAMB-231 wuchs MCF-7 zudem auch nicht im Xenograft-Modell. Dies scheint ein Hinweis darauf zu sein, dass starke Laktatbildner aggressiver, d.h. schneller wachsen, als schwache Laktatbildner. Dar{\"u}ber hinaus wurde in dieser Arbeit eine temperaturabh{\"a}ngige Aufnahme des Glukoseanalogons 2-NBDG beo-bachtet. Auch hier fiel die Tumorzelllinie MCF-7 im Vergleich zur Tumorzelllinie MDAMB-231 durch eine geringere Aufnahme von 2-NBDG auf. Dies wird als Hinweis darauf gedeutet, dass MCF-7 Glukose in erster Linie in den Mitochondrien veratmet, anstatt sie zu Laktat zu verg{\"a}ren. Die beiden Glukosetransporter GLUT-1 und GLUT-3 wurden hingegen auf den Zellen aller neun Tumorzelllinien gleichermaßen nachgewiesen. Lediglich auf den Zellen der Tumorzelllinien HT-29 und MDAMB-468 war GLUT-3 schwach exprimiert. Sechs der neun Tumorzelllinien weisen den so genannten „Ph{\"a}notyp 1" auf. Hierunter wird in dieser Arbeit die gemeinsame Expression von CD44 und CD24 auf der Zelloberfl{\"a}che verstanden. Zwei Zelllinien waren ausschließlich positiv f{\"u}r CD44 („Ph{\"a}notyp 2"), eine Zelllinie ausschließlich positiv f{\"u}r CD24 („Ph{\"a}notyp 3"). Keiner dieser Ph{\"a}notypen wies eine charakteristische Glukoseaufnahme bzw. Laktatbildung auf, auch wenn drei der f{\"u}nf Zelllinien mit besonders starker Laktatbildung zum Ph{\"a}notyp 2 bzw. 3 geh{\"o}rten. Die im menschlichen Blut vorzufindende nicht-essentielle Aminos{\"a}ure Glutamin ist auch in Kulturmedien unerl{\"a}sslich. Deshalb wurde die Laktatbildung aus Glukose in neun Tumorzelllinien sowohl in An- als auch Abwesenheit von Glutamin gemessen. Dabei wurde festgestellt, dass sich die Menge an gebildetem Laktat nach Inkubation in Glukose-haltigem, aber Glutamin-freiem Medium (Glc+ Gln-) besonders stark verringerte. Dieses Ph{\"a}nomen wurde f{\"u}r die Tumorzelllinien HT-29, 23132/87, BXPC-3 und HRT-18 beobachtet und deutet darauf hin, dass Glutamin in diesen Tumorzelllinien in irgendeiner Form auf die Laktatbildung aus Glukose Einfluss nimmt. Denkbar w{\"a}re, dass Glutamin Enzyme der Glykolyse {\"u}ber einen allosterischen Effekt moduliert, wodurch die Laktatbildung ansteigt. Dass diese Zellen eine Glutamin-abh{\"a}ngige Laktatbildung in Form der Glutaminolyse aufweisen, konnte in dieser Arbeit nicht beobachtet werden. Um diese Beobachtung abschließend zu kl{\"a}ren, sind jedoch weiterf{\"u}hrende Untersuchungen notwendig.},
  subject      = {Lactate},
  language  = {de}
}