Einfluss von polyP-Substraten auf das Wachstumsverhalten des HCCs als Grundlage für ein innovatieves Tumormodell

Einleitung Eine Herausforderung der Medizin ist eine Therapie des Krebs, der stark schwankende Charakteristika aufweist und patientenindividuell sehr unterschiedlich sein könnte. Je nach Mikromilieu des Tumors und Immunstatus kann ein Tumor in verschiedenen Ausprägungen auftreten. Bisher wird anhand der Klassifizierung mittels spezifische Biomarker die Therapiestrategie festgelegt. Von großer Bedeutung wäre eine individualisierte Strategie, die unter Berücksichtigung des individuellen Immunstatus und der Mikroumgebung des Tumors erfolgt. Für eine derartige personalisierte Analyse fehlen die entsprechenden Werkzeuge. Ziel unseres Projekts ist die Entwicklung eines personalisierten Tumormodells zur patientenindividuellen Wirkstofffindung und Anpassung der Krebstherapie. In einem ersten Schritt wurden hierzu die Kultivierung von Zelllinien in 2D-Kultur und in einem 3D-Modell sowie die Supplementierung des Zellkulturmediums mit Energieträgern wie z.B. polyPhosphat (polyP)-Substraten getestet.

Methoden Um eine mögliche Toxizität von polyP auszuschließen -wurden humanen Hep3B Tumorzellen unter klassischen 2D-Kulturbedingungen mit diesen extrazellulären Energieträgern kultiviert. Der Einfluss unterschiedlicher Medien sowie des Supplements Polyphosphat (polyP als amorphe Nanopartikel:[NatriumpolyP] und als Salz[Calcium-,Magnesium- und StrontiumpolyP]); dient als exogene Energiequelle und verhindert hypoxische Zustände) wurde auf drei Ebenen untersucht: Mittels Viabilitätsassay wurden Zellmetabolismus und Toxizität von polyP evaluiert; mittels FACS und Proliferationsassays wurden Effekte von polyP auf den Zellzyklus und die Zellproliferation untersucht. Zudem wurde getestet, ob polyP Glucose ersetzen kann.

Ergebnisse polyP hatten keinen Einfluss auf das Überleben von Hep3B-Zellen und waren nicht toxisch in der Standard-Kultur. Nach Zugabe von polyP stieg die metabolische Aktivität der Hep3B Zellen nach 4 Tagen an. Nach einer Glucosedepletion zeigte sich im MTS-Assay, dass polyP jedoch Glucose nicht als Energielieferant ersetzen kann. In Zellzyklusanalysen zeigte sich, dass nach der Zugabe von polyP Hep3B-Zellen schneller proliferieren. Der Zusatz von polyP-Substraten verbessert die metabolische Aktivität von Hep3B-Zelllinien in 2D-Kultur, ohne dabei toxisch zu wirken. PolyPs haben keinen Einfluss auf der Proliferation und Zellzyklus der Zellen, somit kann die Zugabe von polyP zu besseren Kultivierungsbedienungen zur Erforschung des Einflusses von Medikamenten schaffen.Die Ergebnisse dienen als Grundlage für weitere Untersuchungen, die klären sollen, ob eine Kultivierung primärer humaner Tumorzellen auf polyP-haltigen Scaffolds möglich ist.

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Article published online:
04 January 2021