Molekulare Mechanismen der prometastatischen Tumorzell-Thrombozyten-Interaktionen während der hämatogenen Metastasierung und ihre Inhibition durch Antikoagulantien

Abstract

In dieser Arbeit wurden die Mechanismen der prometastatischen Interaktionen zwischen Thrombozyten und Tumorzellen während der hämatogenen Metastasierung betrachtet und untersucht, ob Antikoagulantien die hämatogene Metastasierung durch eine Inhibition dieser Interaktionen hemmen können. Hierzu wurden Zellen der vier Tumorentitäten Melanom (MV3), Pankreas- (AsPC-1), Mamma- (MDA-MB-231) und Prostatakarzinom (PC-3) eingesetzt sowie der inhibitorische Einfluss der Antikoagulantien quantifiziert. Es wurden unfraktioniertes Heparin, die zwei niedermolekularen Heparine Tinzaparin und Enoxaparin, die Faktor Xa Inhibitoren Fondaparinux und Rivaroxaban sowie reduziertes Oxyheparin untersucht. <br /> Der Ablauf der hämatogenen Metastasierung wurde in experimentellen Modellen simuliert und der inhibitorische Einfluss der Antikoagulantien quantifiziert. Die initiale Bildung von Aggregaten aus Thrombozyten und Tumorzellen wurde in Adhäsionsversuchen und via Aggregometrie beleuchtet. Die Aktivierung der Thrombozyten wurde zusätzlich anhand der Sekretion der thrombozytären Granula untersucht. Hierzu wurde die Freisetzung von ATP aus den dichten-Granula sowie diejenige von CXCL5, CXCL7, EGF, HGF, PDGF-B, TGF-β1 und VEGF aus den α-Granula quantifiziert. Der funktionelle Bezug zur hämatogenen Metastasierung, wurde durch die Betrachtung der aus der Granulasekretion resultierenden prometastatischen Angiogenese und epithelialen-mesenchymalen Transition hergestellt. <br /> Zusätzlich wurden das Potential der Tumorzelllinien zur Induktion einer Thrombingenerierung sowie die inhibitorischen Kapazitäten der Antikoagulantien hinsichtlich dieser beleuchtet. Die Ergebnisse zeigten, dass sich die inhibitorischen Wirksamkeiten der Gerinnungshemmer vor dem Hintergrund einer durch Tumorzellen induzierten Thrombingenerierung deutlich änderten. Nur unfraktioniertes Heparin und Tinzaparin vermittelten in diesem Kontext eine starke Inhibition der Thrombinbildung. <br /> Basierend auf den Ergebnissen wurde postuliert, dass Thrombininhibitoren mit einer großen Glykosaminoglykan-Struktur, wie unfraktioniertes Heparin, das günstigste Wirkprofil hinsichtlich einer Inhibition der Tumorzell-Thrombozyten-Interaktionen während der hämatogenen Metastasierung aufweisen. Für eine umfassende Hemmung muss die initiale Thrombozytenaktivierung verhindert werden. Dafür müssen sowohl aktivierende Stimuli, aus der Gerinnungskaskade wie Thrombin als auch aktivierende Stimuli die aus adhäsiven und parakrinen Interaktionen der Tumorzellen mit Thrombozyten resultieren, inhibiert werden. Es wurde gezeigt, dass unfraktioniertes Heparin zu einer umfassenden Inhibition dieser Mechanismen befähigt ist. Zusätzlich konnte anhand der Inhibition der Induktion einer epithelial-mesenchymalen Transition demonstriert werden, dass unfraktioniertes Heparin komplexe prometastatische Prozesse, die aus den Interaktionen erwachsen, hemmen kann. <br /> Sofern eine Übertragbarkeit der Erkenntnisse auf die in vivo Situation besteht, kann angenommen werden, dass Krebspatienten von einer antikoagulativen Therapie mit unfraktioniertem Heparin profitieren könnten. Der antimetastatische Effekt ist wahrscheinlich von der Progression der malignen Erkrankung abhängig und in frühen Stadien der Erkrankung vermutlich größer als in späteren.