Authors:	Mann, Thomas
Title:	Glykolytische Aktivität von Ovarialkarzinomzelllinien in vitro und in vivo und die Bedeutung von HIF-1alpha
Online publication date:	16-Dec-2011
Year of first publication:	2011
Language:	german
Abstract:	Ovarialkarzinome stellen eine schwer zu therapierende onkologische Erkrankung mit im Durchschnitt sehr schlechter Prognose dar. Die Notwendigkeit einer weiteren Verbesserung der Therapie dieser Erkrankung ist sehr offensichtlich. Studien an anderen Tumorentitäten haben die große Bedeutung des Glukosestoffwechsels, speziell des Laktats, in der Erken- nung, Kategorisierung und Therapie von onkologischen Erkrankungen gezeigt. In der Kon- trolle des Glukosestoffwechsels, aber auch vieler anderer Funktionen, wie z. B. des Tumor- wachstums und des Zellüberlebens, hat sich der Hypoxia Inducible Factor (HIF) als beson- ders wichtig herausgestellt. In der vorliegenden Arbeit wurde daher der Glukosestoffwechsel in Ovarialkarzinomen und seine Beeinflussung durch eine Herunterregulierung von HIF-1α untersucht. Hierzu wurden die Ovarialkarzinomzelllinien OC 316 und IGROV1 (Wildtyp) und die Zelllinie OC 316 mit einem lentiviralen Vektor zur Herunterregulierung von HIF-1α ver- wendet. Das Wachstumsverhalten, die Laktatproduktion und der Glukoseverbrauch wurden bei diesen Zelllinien in vitro untersucht. Darüber hinaus wurden mithilfe der bildgebenden Biolumineszenz ATP, Laktat, Pyruvat und Glukose in Xenotransplantaten dieser Zelllinien gemessen. Diese in unserer Arbeitsgruppe entwickelte Methode erlaubt die quantitative Er- fassung von Metaboliten in selektiven Gewebsarealen, wie z. B. in vitalen Tumorregionen, in stomatösen Arealen oder im tumornahen Normalgewebe.rnIn dieser Arbeit kann gezeigt werden, dass die glykolytische Aktivität von Ovarialkarzinom- zelllinien mit dem Wachstumsverhalten positiv korreliert ist. Eine Herunterregulierung von HIF-1α führt zu einer deutlichen Verlangsamung des Zellwachstums, wobei allerdings alle HIF-Zielgene betroffen sein können. Des Weiteren wird mit den hier gezeigten Daten die prognostische Bedeutung des Laktats bestätigt. Hohe Laktatwerte in vitro waren mit schnel- lerem Wachstum korreliert. Zusätzlich zeigen die vorliegenden Daten, dass die gewonnenen Befunde in vitro nur näherungsweise auf die in vivo Situation übertragbar sind. Eine Herun- terregulierung von HIF-1α zeigt keine signifikant unterschiedlichen Laktatwerte in den Xe- notransplantaten. Allerdings spiegeln sich zelllinienspezifische Unterschiede in der metabo- lischen Aktivität in vitro im metabolischen Verhalten der entsprechenden Xenografttumoren recht gut wider.rnDie gewonnenen Ergebnisse weisen zum einen auf die prognostische Bedeutung einer Bestimmung von Laktatkonzentrationen aus Tumorbiopsien hin und bestätigen zum anderen die klinische Aussagekraft metabolischer Aktivitätsmessungen mittels PET. Solche Daten könnten dazu dienen Patienten einer individualisierten Therapie zuzuführen. Außerdem wur- de die Effektivität, aber auch die Komplexität einer gegen HIF-1α gerichteten Therapie auf Protein- und Genebene bestätigt. Somit zeigen die erzielten Resultate einerseits Möglichkei- ten einer individualisierten Therapie auf, andererseits unterstreichen sie die große Notwen- digkeit weiterer Grundlagenforschung auf diesem Gebiet. Ovarian cancer is an oncological disease which is hard to treat and usually has a very bad prognosis. The need to improve the therapy of this disease is evident. Studies on other tumor species have shown the importance of the metabolism of glucose, especially lactate, in diagnosis, categorization and therapy of cancer diseases. It is known that the Hypoxia Inducible Factor (HIF) is very important for the control of the glucose metabolism, and many other functions like tumor growth and cell viability. The aim of this thesis was to examine the metabolism of glucose in ovarian cancer and the importance of a HIF-1? knock-down. Therefore the ovarian cancer cell lines OC 316, IGROV1 (wild types) and the cell line OC 316 with a lentiviral vector to knock-down HIF-1? were used. Growth, production of lactate and the consumption of glucose of these cells were analysed in vitro. In addition to this ATP, lactate, pyruvate and glucose were analysed in xenografts of all cell lines using induced bioluminescence. This method, which was established in our work group, allows quantitative analyses of metabolites in vital tumor regions, stoma and normal tissue.rnIn this thesis it has been shown, that the glycolytic activity in ovarian cancer is positively correlated with the growth. A HIF-1? knock-down leads to a massive increase of cell growth, therefore all genes connected with HIF-1? could be affected. This data confirms the prognostic importance of lactate. High lactate level in vitro were positively correlated with the cell growth. In addition the data show that the situation in vitro is not completely transferable to the in vivo situation. A HIF-1? knock down leads to no significant difference in lactate levels in xenografts . However we are able to see small differences between the cell lines in vitro, which we can also find in the corresponding xenografts.rnIn conclusion the data point out the prognostic importance of the measurement of lactate levels in tumor biopsies and the significance of metabolic activity measurements by PET. Such data could lead to an individualized therapy of patients. In addition the efficiency and complexity of an anti HIF-1? therapy could be confirmed. The results show on the one hand the options of an individualized therapy and on the other hand the need for an expansion of basic research in this area.
DDC:	610 Medizin 610 Medical sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 04 Medizin
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-2120
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-29467
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent:	85 S.
Appears in collections:	JGU-Publikationen