Erhöhte Serumzytokine bei Brustkrebs und ihre Auswirkungen auf die Blut-Hirn-Schranke in vitro

Zielsetzung Brustkrebs metastasiert häufig in Lunge, Knochen und Gehirn. Hirnmetastasen korrelieren trotz Fortschritten in Diagnose und Therapie mit dem schlechtesten Gesamtüberleben. Voraussetzung für die Metastasierung von Brustkrebs ist die Migration von Krebszellen über die natürliche Schutzbarriere des Gehirns, die Blut-Hirn-Schranke (BHS). Auf der Suche nach neuen Biomarkern rücken serumbasierende Faktoren zunehmend in den Fokus der Forschung. Erhöhte Konzentrationen bestimmter Zytokine wurden im Serum von Brustkrebspatientinnen gemessen. Hier untersuchen wir die Auswirkungen der ausgewählten Zytokine auf die BHS in vitro.

Materialien Serumproben von gesunden Spendern, Brustkrebspatientinnen mit Primärtumoren und mit Gehirn-, Knochen- oder viszeralen Metastasen (131 Patientinnen) wurden zur Zytokinmessung mittels Multiplex-Assays (Merck) verwendet. Zusätzlich wurden rekombinante humane Zytokine MCP1, TNFα, IL1β, IL-6 und IL-8 (PeproTech) und ein humanes aus CD34⁺ -Zellen abgeleitetes BHS-Modell verwendet.

Methoden Die parazelluläre Permeabilität für Fluoreszein wurde im Transwell-System gemessen. Die Endothelzellen wurden mit Zytokinen behandelt und mittels MTT-Assays, Immunfluoreszenzfärbung, Western Blot und Echtzeit-PCR untersucht.

Ergebnisse Erhöhte Zytokine konnten insbesondere im Serum von Brustkrebspatientinnen mit Primärtumoren und Gehirnmetastasen gemessen werden. Die Behandlung mit Zytokinen war für die Endothelzellen teilweise toxisch. Nach Behandlung mit 1-10 ng/ml TNFa und 0,5 ng/ml IL-6 wurde eine stark erhöhte Permeabilität gemessen. Eine erhöhte mRNA-Expression konnte für Adhäsionsmoleküle (ICAM1, VCAM1, ITGAV, ITGB3) und Matrix-Metalloproteasen (MMP-1, -9) gemessen werden.

Zusammenfassung Es konnte gezeigt werden, dass das hier verwendete humane in vitro BHS-Modell zur Untersuchung von zerebrovaskulären Pathologien verwendet werden kann. Die durch die ausgewählte Zytokine verursachte Erhöhung der parazellulären Permeabilität ist konzentrationsabhängig und kann unter bestimmten Bedingungen den Metastasierungsprozess fördern.

Interessenkonflikt

Carolin Curtaz, Novartis/Dr.Kade/Besins.

Publication History

Article published online:
01 June 2021