Einfluss der in vivo Verteilung von Tumor-Exosomen auf die Zellinfiltration in der prämetastatischen Nische

Zielsetzung:

Exosomen sind kleine Vesikel, welche unter anderem Proteine, miRNA und RNA enthalten und wichtige Mediatoren der interzellulären Kommunikation darstellen. Ziel dieses Projekts ist die Untersuchung der in vivo Biodistribution von Exosomen hochmaligner Mammakarzinomzellen mittels molekularer Bildgebung, sowie deren Effekt auf das Immunzellinfiltrat in Zielorganen der Metastasierung.

Material und Methoden:

Exosomen wurden aus dem Zellkulturüberstand hochmaligner 4T1 Mammakarzinomzellen und dem Serum gesunder BALB/c Mäuse mittels Sepharose-Chromatografie und Ultrazentrifugation isoliert. Die Reinheit des Isolats wurde im Anschluss mittels Elektronenmikroskopie und Western blot evaluiert. Nach der Markierung mit dem Fluoreszenzfarbstoff DiR (750/780 nm), wurden die Exosomen i.v. in gesunde BALB/c Mäuse injiziert, die Verteilung wurde mittels Fluoreszenz-Reflektions-Bildgebung (FRI) untersucht. Nach der ex vivo Bildgebung der Organe wurden die Zellen von Lunge und Milz für die FACS Analyse mit Antikörpern zur Detektion von Granulozyten, T- und B-Zellen gefärbt, um Veränderungen in der Immunzellzusammensetzung zu detektieren.

Ergebnisse:

Es zeigte sich eine Anreicherung der Exosomen aus hochmalignen 4T1 Zellen in den Zielorganen von Metastasierung: Lunge, Leber und Wirbelsäule (Tumorexosomen vs. Serumexosomen, mittlere Signalintensität, normiert auf das Signal der Muskulatur: Lunge 18.6 vs. 10.4, p = 0.01; Leber 72.2 vs. 56.5; Wirbelsäule 5.1 vs. 3.5, p < 0.01). Darüber hinaus zeigte sich eine vermehrte Anzahl von zytotoxischen CD8+ T-Zellen in der Lunge, bei einer Reduktion der CD4+ T-Helferzellen.

Schlussfolgerungen:

Die Akkumulation von Exosomen in Zielorganen der Metastasierung kann mittels FRI visualisiert werden, wobei die Exosomen aus Tumorzellen eine Infiltration von zytotoxischen Zellen in die Lunge induzieren.