Die Inhibition der Tumorzell-induzierten Thrombozytenaktivierung durch Heparine und synthetische Heparin-Mimetika zur Beeinflussung der antitumoralen Immunantwort

Abstract

Die Interaktion von Tumorzellen mit Thrombozyten nimmt durch die Bildung von Heteroaggregaten und die daraus resultierende Aktivierung der Thrombozyten auf vielfältige Weise Einfluss auf die Metastasierung. Dieser Prozess vermittelt auch vielfältige Effekte auf das Immunsystem, welche bis heute nicht ausreichen aufgeklärt wurden. Ziel dieser Arbeit ist es einen Beitrag zum Verständnis der Tumorzell/Thrombozyten Interaktion und deren Einfluss auf die antitumorale Immunantwort zu leisten. <br /> Heparine als Antikoagulantien bergen das Potential hemmend in diesen Prozess einzugreifen. Dies bildet die rationale Grundlage für die Untersuchung des neuartigen Eingriffs in den in-vitro simulierten Prozess der Metastasierung mit sulfonierten, anionischen Polymeren. Repräsentativ wurde die Brustkrebszelllinie MDA-MB-231 zur Induktion einer koagulationsvermittelten Thrombozytenaktivierung und -aggregation genutzt. Durch die Vermessung der Tumorzell-induzierten Thrombingenerierung bzw. Thrombozytenaggregation und die Quantifizierung thrombozytär sezernierter Botenstoffe wie ATP, VEGF oder TGF-ß konnte gezeigt werden, dass sowohl die Heparin-mimetischen Polymere als auch die kommerziellen Heparine die prometastatische Thrombozytenaktivierung unterbinden können. Als eine direkte Konsequenz konnte festgestellt werden, dass die Hemmung der Tumorzellvermittelten Thrombozytenaktivierung die immunmodulierenden Eigenschaften der entstehenden Thrombozyten-Releasates unterbindet. Anhand durchflusszytometrischer Untersuchungen konnten die teils divergenten Effekte von Thrombozyten bzw. deren korrespondierenden Releasates beobachtet werden. Entsprechend vermittelt auch der Eingriff der Heparine und Heparin-Mimetika in die Thrombozytenaktivierung teils unterschiedliche Effekte. So konnten innerhalb der Immunzellen prometastatische, regulatorische T-Zellen in ihrer Präsenz zurückgedrängt werden. Jedoch wurden auch antimetastatische CD8⁺ T-Zellen und natürliche Killerzellen teilweise in ihrer Aktivität gehemmt. <br /> Weiterhin konnte eine Bindung der metastasierungsrelevanten Adhäsionsmoleküle P-Selectin, E-Selectin und VLA-4 durch die Heparin-Mimetika, unfraktioniertes Heparin und Enoxaparin detektiert werden. Diese Bindung führte zur Inhibition des Zellarrests von MV3 Melanomzellen in in-vitro Adhäsionsversuchen an VCAM-1 und endothelialen Zellschichten. Dies stellt einen weiteren potentiellen antimetastatischen Mechanismus der Heparine und Heparin-Mimetika dar. <br /> Die Ergebnisse der hier vorgestellten Arbeit verdeutlichen die enorme Komplexität des Zusammenspiels von Tumorzellen, Thrombozyten und Immunzellen im Kontext der hämatogenen Metastasierung. Mit Blick auf antimetastatische, pleiotrope Effekte des Heparins präsentieren sich die hier untersuchten Polymere als potente Mimetika, welche die verschiedenen Nachteile des natürlichen Heparins überwinden könnten. Besonders das 20 kDa große Copolymer aus Natrium-4-styrensulfonat und Acrylsäure empfiehlt sich zur weiteren in-vivo Evaluation einer antimetastatischen Kapazität.