Interzelluläre Kommunikation in dreidimensional wachsenden Multizell-Sphäroiden : ein Zellkulturmodell zur Verringerung von Tierversuchen

Abstract

Am Beispiel dieser direkten interzellulären Kommunikation konnten wir zeigen, daß in zweidimensional wachsenden Zellkulturen auch die in Tieren gefundenen Strukturen der gap junctions ausgebildet werden, ohne daß die üblichen Funktionen geleistet werden. Sobald die Zellen jedoch mit einem Züchtungstrick dazu gebracht werden, dreidimensional wachsende Zellaggregate zu formen, lassen sich an ihnen auch wieder Regulationsleistungen und Organisationsmerkmale nachweisen, wie man sie vom intakten Organismus her kennt. Diese Multizell-Sphäroide zeigen das gleiche histologische Bild wie kleine Tumorknötchen und sind wie diese durch das Auftreten von zentralen Nekrosen charakterisiert. An solchen Modelltumoren konnten wir einen Zusammenhang zwischen der Strahlenresistenz von Tumorzellen und ihrem Kopplungsverhalten nachweisen (1). Diese Ergebnisse führten zu klinischen Versuchen, bei denen vor der Bestrahlung von Tumorpatienten die wirksame minimale Strahlendosis durch Kommunikationsmessungen an Tumorbiopsien ermittelt wurden (2). Messungen der Strahlenresistenz der entsprechenden Tumore nach Transplantation in Nacktmäuse können so entfallen. Ergänzend zu diesen Experimenten untersuchen wir jetzt den Zusammenhang zwischen Invasivität von Tumorzellen und ihrer Fähigkeit zur interzellulären Kommunikation mit konfrontierten Gewebe. Dies kann nicht mehr ausschließlich ihrer dem mit Multizell-Sphäroiden aus permanent wachsenden Zellinien durchgeführt werden, da ein Zielgewebe benötigt wird, dessen Zellen sich nicht mehr teilen (proliferieren). Solche nicht-proliferierenden Multizell-Sphäroide kann man aus neun Tage lang bebrüteten Hühnereiern gewinnen.