Präklinische Untersuchung der Wirkungen von Viscum album L.-Extrakt auf pädiatrische Tumorzellen in vitro und in vivo und in Kombination mit Chemo- oder Radiotherapie
Misteltherapien werden in der pädiatrischen Onkologie zwar mit zunehmender Häufigkeit auch in Kombination mit einer Radio- oder Chemotherapie verabreicht, allerdings gibt es bislang noch unzureichende Daten zur Effektivität und möglichen Wechselwirkungen. Die zytotoxischen Effekte des Mistelextraktes abnobaVISCUM Fraxini (aVF) auf ein breites Panel aus pädiatrischen und adulten Tumorzelllinien wurden mithilfe von MTT (3-[4,5-Dimethylthiazol-2-yl]-2,5-Diphenyltetrazoliumbromid) assays untersucht. An den Zelllinien SH-SY5Y, Kelly, ONS-76 und Daoy wurden Auswirkungen auf die Zellproliferation mittels Bromdesoxyuridin-assays und xCELLigence System und Effekte auf die Zellzyklusverteilung, sowie die Caspase-vermittelte Apoptose mithilfe der Durchflusszytometrie unter Einsatz eines PAN Caspase Inhibitors analysiert. Effekte auf die mitochondriale Integrität und die in vitro Migration und Invasion der Tumorzellen wurden durch Mitotracker Deep Red® Färbung, sowie Boyden Chamber und Scratch assays studiert. Ein syngenes Neuroblastom-Mausmodell diente zur Untersuchung der in vivo Wirkungen des Mistelextraktes. Für eine quantitative Synergieanalyse der kombinatorischen Effekte zwischen aVF und einer Chemotherapie aus Cisplatin bzw. Etoposid auf LAN-1 Neuroblastomzellen und hieraus resistent gezüchteter Subzelllinien aus MTT-Daten wurden die in der Literatur gängigsten Referenzmodelle nach Chou, Loewe, Bliss und HSA verwendet. Die Analyse von Effekten auf die m-RNA (messenger ribonucleic acid) Expression verschiedener ABC-Transportproteine (adenosine triphosphate-binding cassette), sowie der Initiatorcaspasen 8 und 9 erfolgte durch Real Time PCR (polymerase chain reaction) und Auswirkungen auf die strahleninduzierte DNA-Doppelstrangbruchreparatur (deoxyribonucleic acid) wurden durch Quantifikation von yH2AX Foci am Durchflusszytometer untersucht. Der Koloniebildungstest diente zur Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen aVF und einer Bestrahlung. In dieser Arbeit konnte eine dosisabhängige und lektinabhängige Abnahme der Zellviabilität der pädiatrischen und adulten Tumorzellen durch aVF, festgestellt werden. Weiterhin kam es zu einer caspasenabhängigen Erhöhung der Apoptoserate und einer Beeinflussung der Aktivität und der Expression der Initiatorcaspasen 8 und 9, sowie einer Hemmung der Invasion und Migration. Im Neuroblastom-Mausmodell kam es zu einer Verringerung des Tumorwachstums und einer Verlängerung der Überlebenszeit. Auch bei bestehender Chemotherapie-Resistenz konnten für Kombinationen aus einer Chemo- oder Radiotherapie mit aVF vor allem unterstützende Effekte, beobachtet werden. Die erhobenen Daten lassen den Schluss zu, dass eine Misteltherapie, einen vielversprechenden therapeutischen Ansatz bei der komplementären Behandlung solider kindlicher Tumoren darstellt.
Mistletoe therapies are increasingly used in combination with radio- or chemotherapy in pediatric oncology, but there are still insufficient data on efficacy and possible interactions. The cytotoxic effects of the mistletoe extract abnobaVISCUM Fraxini (aVF) on a broad panel of pediatric and adult tumor cell lines were investigated using MTT (3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyltetrazolium bromide) assays. On the SH-SY5Y, Kelly, ONS-76, and Daoy cell lines, effects on cell proliferation were analyzed by Bromodeoxyuridine (BrdU) assays and xCELLigence system, and effects on cell cycle distribution, as well as caspase-mediated apoptosis were analyzed by flow cytometry using a PAN caspase inhibitor. Effects on mitochondrial integrity and in vitro migration and invasion of tumor cells were studied by Mitotracker Deep Red® staining, as well as Boyden Chamber and Scratch assays. A syngeneic neuroblastoma mouse model was used to study the in vivo effects of the mistletoe extract. For a quantitative synergistic analysis of the combinatorial effects between aVF and chemotherapy consisting of cisplatin or etoposide on LAN-1 neuroblastoma cells and subcell lines grown resistant thereto from MTT data, the most common reference models in the literature according to Chou, Loewe, Bliss, and HSA were used. Analysis of effects on m-RNA (messenger ribonucleic acid) expression of various ABC transport proteins (adenosine triphosphate-binding cassette), as well as initiator caspases 8 and 9 was performed by real-time PCR (polymerase chain reaction), and effects on radiation-induced DNA (deoxyribonucleic acid) double-strand break repair were examined by quantification of yH2AX foci by flow cytometry. The colony formation assay was used to study the interactions between aVF and irradiation. In this work, a dose-dependent and lectin-dependent decrease in cell viability of pediatric and adult tumor cells by aVF, was detected. Furthermore, there was a caspase-dependent increase in the rate of apoptosis and effects on the activity and expression of initiator caspases 8 and 9, as well as an inhibition of invasion and migration could de shown. In the neuroblastoma mouse model, a reduction in tumor growth and a prolongation of survival could be demonstrated. Even in the presence of chemotherapy resistance, mainly supportive effects, were observed for combinations of chemotherapy or radiotherapy with aVF. The collected data allow the conclusion that mistletoe therapy represents a promising therapeutic approach in the complementary treatment of solid childhood tumors.