Schwerionenbestrahlung zwei- und dreidimensionaler Zellsysteme
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Abstract
Aufgaben der vorliegenden Untersuchungen waren die Etablierung von planaren Multilayern aus menschlichen Tumorzellen (WiDr und SiHa) und die Testung dieses Zellsystems als Bestrahlungsmodell solider Tumoren. Neben der konventionellen Röntgenbestrahlung (250 kV) wurde auch das Überleben nach Schwerionenbestrahlung (12C6+) und nach Behandlung mit dem Chemotherapeutikum Etoposid untersucht. Multilayer aus beiden Zelllinien zeigten ein geringeres Überleben nach Röntgen- und Schwerionenbestrahlung als die entsprechenden Monolayer. Die hier beschriebene multizelluläre Sensitivierung steht allerdings im Gegensatz zu der in der Literatur beschriebenen multizellulären Resistenz der Sphäroide, dem sog. Kontakteffekt. Nach durchflußzytometrischen Messungen arretierten die bestrahlten SiHa-Zellen in der G2/M-Phase. Im Gegensatz zum
transienten Block der Monolayer verweilten die Multilayer in einem permanenten Arrest. Im Vergleich zur Röntgenbestrahlung verlängerte sich die Arrestzeit der Monolayer nach Schwerionenbestrahlung im Bragg-Peak um 12-24 h. Auch waren mehr Zellen betroffen. Im Gegensatz dazu war kein Unterschied zwischen beiden Bestrahlungsmodalitäten bei den Multilayern bis zum Ende des Beobachtungszeitraumes zu verzeichnen. Nach Etoposid-Behandlung verhielten sich die Multilayer deutlich resistenter als die Monolayer. Somit zeigten Multilayer interessanterweise nach Bestrahlung eine Sensitivierung und nach Etoposid-Behandlung eine Resistenz. Die Unterschiede im Überleben der beiden Kultivierungsformen beruhen zum Großteil auf den Differenzen in der Zellzyklusverteilung. Besonders deutlich wurde dieser Zusammenhang zwischen Überleben und Zellzyklusverteilung durch Wiederaussaat- und Synchronisations-Experimente.