Katharina Gerda Dette

• Das Glioblastom ist der häufigste primäre maligne Hirntomor. Es zeichnet sich durch ein besonders aggessives und invasives Wachstumsverhalten aus. So konnte bis heute trotz moderner Diagnostik und Entwicklung neuer Behandlungsstrategien bestehend aus Operation, Radiatio und Chemotherapie mit Temozolamid die mittlere Überlebenszeit von 14.6 Monaten nicht überschritten werden. Matrixmetalloproteinasen sind zinkabhängige Endopeptidasen, die in der Lage sind die Extrazellulärmatrix zu degradieren, die Basalmembran zu durchbrechen, und somitDas Glioblastom ist der häufigste primäre maligne Hirntomor. Es zeichnet sich durch ein besonders aggessives und invasives Wachstumsverhalten aus. So konnte bis heute trotz moderner Diagnostik und Entwicklung neuer Behandlungsstrategien bestehend aus Operation, Radiatio und Chemotherapie mit Temozolamid die mittlere Überlebenszeit von 14.6 Monaten nicht überschritten werden. Matrixmetalloproteinasen sind zinkabhängige Endopeptidasen, die in der Lage sind die Extrazellulärmatrix zu degradieren, die Basalmembran zu durchbrechen, und somit Migration, Invasion, und Neovaskularisierung von Tumoren zu erleichtern. In zahlreichen Tumoren, so auch im Glioblastom, konnte eine Überexpression von MMPs, besonders von MMP2 und MMP9, nachgewiesen werden. Verschiedene Substanzen sind in der Lage, auf unterschiedlichen Ebenen die MMP-Synthese zu hemmen. Vor allem Doxycyclin, ein Antibiotikum aus der Gruppe der Tetracycline, sowie COL-3, ein chemisch modifiziertes Tetracyclinderivat, wurden an vielen Tumorentitäten in präklinischen und klinischen Studien erfolgreich eingesetzt. Im Rahmen dieser Arbeit wurden 2 Antibiotika, Doxycyclin und Cefotaxim, auf ihre Wirkung auf 4 Gliomzelllinien, C6, U251, U373 und GaMG, sowie 4 Primärzellen, 2406, 2418, 2421 und 2464, untersucht. Sowohl Doxycyclin, als auch Cefotaxim hemmen teilweise die Expression von MMP2 und MMP9, was durch eine semiquantitative PCR nachgewiesen wurde; die Expression von TIMP1 bleibt weitgehend unverändert. Auch auf Proteinebene konnte mittels Immunhistochemie ein Rückgang von MMP2 und MMP9 bei den meisten Zelllinien und Primärzellen unter Behandlung mit den Antibiotika beobachtet werden. Außerdem konnten Veränderungen im Wachstunsverhalten der Zellen in der Zellkultur verzeichnet werden, wahrscheinlich durch Inhibition der MMPs bedingt. Bei allen Zelllinien und allen Primärzellen wurde eine Abnahme der Proliferation im MTT-Assay, eine Zunahme der Adhäsion im Amidoblackassay, eine Abnahme der Migration im Migrationsassay, und eine Abnahme der Invasion im 3-D-Kollagengel-Assay beobachtet werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit bestätigten die Resultate anderer Arbeitsgruppen mit Doxycyclin an anderen Tumoren, wie dem Prostata-Ca. Der deutliche Einfluss des Doxycyclins auf grundlegende Zelleigenschaften, wie z.B. dem Migrations-, Proliferations- und Invasionsverhalten, erfordert einen kritischen Umgang mit dem Tet-On/Off Systems zur Genregulation, insbesondere dann, wenn funktionelle Untersuchungen Teil der Versuchszielsetzung sind.…
• The glioblastoma multiforme ist the most common primary malignant brain tumor. It is characterized by a very aggressive and invasive growth. Despite modern diagnostic modalities and the development of new treatment strategies including operation, radiation and chemotherapy with temozolamide, the median survival did not exceed 14,6 months. Matrixmetalloproteinases are zinc-dependent endopeptidases capable of degrading the extracellular matrix, penetrating the basement membrane, and so facilitating migration, invasion and neovascularisation ofThe glioblastoma multiforme ist the most common primary malignant brain tumor. It is characterized by a very aggressive and invasive growth. Despite modern diagnostic modalities and the development of new treatment strategies including operation, radiation and chemotherapy with temozolamide, the median survival did not exceed 14,6 months. Matrixmetalloproteinases are zinc-dependent endopeptidases capable of degrading the extracellular matrix, penetrating the basement membrane, and so facilitating migration, invasion and neovascularisation of tumors. In numerous tumors, as well as in glioblastomas, an overexpression of MMPs, especially of MMP2 and MMP9, was demonstrated. Different detergents are able to inhibit the synthesis of MMPs. Doxycycline, a tetracyclic anticiotic, and COL-3, a non-antimicrobial, chemically modified tetracycline, were successfully examined in many tumor entities in preclinical and clinical studies. In this study we investigated the effect of two antibiotics, doxycycline and cefotaxime, on four glioblastoma celllines (C6, U251, U373, GaMG) and four primary cultures (2406, 2418, 2421, 2464). Both, doxycycline and cefotaxime, partially blocked the expression of MMP2 and MMP9, shown by semiquantitative PCR, expression of TIMP1 was unchanged. In immunhistochemistry lower expression levels of MMP2- and MMP9-protein were displayed by treated cells. Furthermore changes in cell growth characteristics in cell culture were detected, probably caused by inhibition of MMPs. In all cell lines and primary cultures the proliferative activity of treated cells was decreased, shown in MTT-Assay. Adhesion of treated cells was increased, and 3-D-invasion and migration were reduced. The results of this study support similar data in other tumor entities and warrant further investigation of the clinical potential of CMT in patients with gliomatous disease. The remarkable influence of doxycycline on cell characteristics, like migration, proliferation and invasion, requires a critical handling with the tet-on/off-system for gene regulation, especially when functional investigation is part of the trial.…