Experimentelle Untersuchungen zum Proliferationsverhalten von NSCLC-Zelllinien unter Endotoxin-Stimulation

Lungenkarzinome haben weltweit eine hohe Inzidenz und Mortalität. Da pulmonale Infektionen zusätzlich zum Lungenkarzinom nicht nur die Diagnose erschweren, sondern auch die Prognose verschlechtert, sollte ein möglicher Zusammenhang zwischen Infektion und Tumorprogression in der vorliegenden Arbeit genauer betrachtet werden. Hierzu wurden Versuche durchgeführt, bei denen drei NSCLC-Zelllinien (A549, H1299, H226) mit verschiedenen Konzentrationen des Endotoxins LPS, Membranbestandteil von gramnegativen Bakterien, inkubiert wurden. Für alle drei untersuchten Zelllinien konnte eine LPS-induzierte Proliferationszunahme mittels quantitativer Zellzahlmessung, MTS-Assay, BrdU ELISA und 3H-Thymidin-Assay ermittelt werden, wobei die Zellzahlmessung die validesten und reproduzierbarsten Daten ergab. Der Einfluss der COX sollte bei dieser induzierten Proliferationszunahme überprüft werden, da diesem Enzym schon bei verschiedenen anderen Tumorentitäten ein hoher Stellenwert zugeschrieben wurde. Somit wurden der unselektive COX-Inhibitor Indomethacin und der selektive COX-2-Inhibitor NS-398 eingesetzt. Hierbei zeigte sich, dass die Aktivierung der COX-2 entscheidend für die Endotoxin-mediierte Zellproliferation war. Unter den COX-Mediatoren konnte lediglich PGE2 in nennenswerten Konzentrationen nach Endotoxin-Stimulation quantifiziert werden. Die darauf folgende Analyse der PG Prostaglandinrezeptor-Expression zeigte, dass basal alle vier EP-Subtypen EP1-EP4 an allen drei Zelllinien exprimiert werden. Interessanterweise fand sich unter Endotoxin-Stimulation eine Hochregulation der EP1-EP3, weswegen für die folgenden Versuche zur Charaktersierung der Rolle der EP-Aktivierung bei der LPS-vermittelten NSCLC Proliferation der breite EP-Antagonist AH-6809 mit Spezifität für EP1, EP2, und EP3 eingesetzt wurde. In allen drei Zelllinien war in Anwesenheit des EP-Antagonisten die LPS-induzierte Steigerung der Tumorzellproliferation aufgehoben, ohne dass das Pharmakon die basale Proliferation beeinflusste. Schließlich wurde untersucht, ob es unter Endotoxingabe zu einer Sekretion des pro-angiogenen Faktors VEGF kommt und inwieweit hier die EP-Aktivierung eine Rolle spielt. Alle drei Zelllinien zeigten eine erhöhte Konzentration von VEGF im Zellüberstand nach LPS-Stimulation. Dieser Effekt konnte genauso wie die Zellproliferation durch den EP-Antagonisten AH-6809 selektiv blockiert werden. Zusammenfassend induziert Endotoxin eine Proliferation an drei unterschiedlichen NSCLC-Zelllinien. Die COX-2 anhängige PGE2-Sekretion und konsekutive EP-Aktivierung scheint sowohl für die pro-proliferativen als auch für die Endotoxin-mediierte VEGF-Sekretion zentral involviert zu sein. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit könnten somit Ausgangspunkt für eine gezielte Forschung am Einsatz von Prostaglandinrezeptor-Antagonisten in der Therapie des NSCLC darstellen und die bisherigen therapeutischen Ansätze ergänzen.