Charakterisierung zelltypspezifischer Effekte von Plasma-aktiviertem Medium (PAM) auf das Endometriumkarzinom anhand verschiedener 2D und 3D Zellkultursystemen

Abstract

Das Endometriumkarzinom ist das häufigste Malignom des weiblichen Genitaltraktes in Industrienationen und daher auch eine häufige Krebserkrankung unter prämenopausalen Frauen. Jedoch sind effiziente therapeutischen Optionen zur Erhaltung der Fruchtbarkeit nur unzureichend verfügbar. Das Ziel der Arbeit war die Charakterisierung der krebsspezifischen Wirkungen von Plasma-aktivierten Medium (PAM) auf das Endometriumkarzinom. Zunächst wurde die Wirkung den PAM dosisabhängig an zwei Zelllinien des endometrioiden Adenokarzinoms, HEC-1A und ISHIKAWA, getestet. Es zeigte sich, dass die ISHIKAWA-Zellen empfindlicher auf PAM reagieren und die Viabilität der Zellen bereits bei niedrigeren Konzentrationen deutlich geringer war als bei HEC-1A. Diese Effekte ließen sich auch in entsprechenden Organoid-Zellkulturmodellen basierend auf beiden Zelllinien zeigen. Eine signifikante Reduktion der Zellviabilität nach PAM-Behandlung konnte auch in Patientinnen-spezifischen Endometriumkarzinom-Organoiden unterschiedlichen Tumor-Gradings (G1-G3) beobachtet werden. Organoide eines G3 Tumors, zeigten eine höhere Empfindlichkeit gegenüber PAM als Organoide eines G2 Tumors und Organoide eines G1 Tumors. Im Vergleich dazu zeigte gesundes Endometriumgewebe in der 3D Organoid-Kultur keine PAM-Effekte. Um die gleichen antiproliferativen PAM-Effekte wie in 2D Zellkultur auch in Organoiden zu induzieren, waren höhere PAM-Aktivierungszeiten oder PAM-Inkubationszeiten notwendig. Ein Life/Dead – Assay zeigte, dass durch PAM in niedrigeren Konzentrationen nur die äußeren Zellen der Organoide sterben, während bei hohen PAM-Konzentrationen das gesamte Organoid aufgrund einer erhöhten Infiltrationstiefe sterben kann. PAM-induzierter oxidativer Stress wurde im Vergleich zu gesundem Endometrium durch Messung der GSH- und GSSG-Werte in den jeweiligen Organoiden bestimmt. Der oxidative Stress stieg mit steigenden PAM-Konzentrationen in den Organoiden des Endometriumkarzinoms signifikant an, während in gesundem Endometriumgewebe keine Veränderungen des GSH/GSSG Verhältnisses festgestellt werden konnte. Die Anwendung von PAM könnte eine zukünftig eine fertilitätserhaltende Therapieoption bei Endometriumkarzinom darstellen und zur Krankheitskontrolle beitragen.