Fusionieren Zellen des kleinzelligen Bronchialkarzinomes spontan mit humanen mesenchymalen Stammzellen aus dem Knochenmark?

Abstract

Mesenchymale Stammzellen des Knochenmarkes sezernieren das Chemokin CXCL12, das vom Chemokinrezeptor CXCR4 auf Zellen des kleinzelligen Bronchialkarzinomes gebunden wird und so zu einer Wachstumsstimulation führt, weshalb es vermutlich zu einer besonders häufigen Metastasierung des kleinzelligen Bronchialkarzinoms in das Knochenmark kommt. Durch Fusion von CXCR4+ Tumorzellen mit CXCL12 exprimierenden Stammzellen könnten so Zellen mit einem aktivierten autokrinen Signalweg entstehen. Ziel dieser Arbeit war es daher, die Frage einer möglichen Zellfusion zwischen Stamm- und Tumorzellen für vier Bronchialkarzinomzelllinien (H82, SW2, OH1, OH3) zu untersuchen. Zusätzlich wurde untersucht, ob die Fusionsfrequenz pharmakologisch beeinflusst werden kann. Das seltene Ereignis einer Tumorzell-/Stammzellfusion konnte fluoreszenzmikroskopisch, durchflusszytometrisch und in der Laser Scanning Zytometrie bestätigt und quantifiziert werden. Dazu wurde eine direkte, quantitative Nachweismethode für Zellfusionen mittels Durchflusszytometrie entwickelt. Die höchste Fusionsfrequenz unter den Bronchialkarzinomzellen konnte dabei bei der Zelllinie OH3 beobachtet werden, nämlich 2,14 ± 0,64 ‰. Die Fusionsfrequenz konnte sowohl durch Gabe des - die Zellmembranfluidität beeinflussenden - β HMG-CoA-Reduktaseinhibitors Atorvastatin als auch durch Blockade des Rezeptors CXCR4 mittels des Bizyklams AMD3100 in signifikantem Maße erhöht werden. Dabei konnte ausgeschlossen werden, dass durch das Statin eine relevante Beeinflussung der Aufnahme an Quantum Dots erfolgt. Mit dem verwendeten blockierenden Antikörper gegen CXCR4 ließ sich die Fusionsfrequenz hingegen nicht beeinflussen. Die nähere, exemplarisch für die Zelllinie H82 durchgeführte durchflusszytometrische Charakterisierung der durch Atorvastatin hervorgerufenen Veränderungen in der Glykokonjugatzusammensetzung der Zellmembran zeigte eine signifikant erhöhte Expression von komplexen Kohlenhydratresten.

Bone marrow-derived mesenchymal stem cells produce the chemokine CXCL12 which is bound by the chemokine receptor CXCR4 on the surface of small cell lung cancer cells preferably metastasizing into the bone marrow. It is known to stimulate cell proliferation. Cell fusion between these cell types might lead to an activated autocrine signal loop.