Ex-vivo-Expansion von disseminierten Krebszellen ist mit Fortschreiten der Krebserkrankung assoziiert

Lungenkrebs ist eine der häufigsten Tumorerkrankungen in Europa und weltweit die häufigste Ursache für krebsbedingte Todesfälle. Das Auftreten von gestreuten, sogenannten disseminierten Krebszellen (DCCs für disseminated cancer cells) in Lymphknoten oder Knochenmark sowie deren funktionelle und molekulare Eigenschaften scheinen in Zusammenhang mit dem Auftreten späterer Metastasen zu stehen. Der Nachweis dieser epithelialen Zellen erfolgt in erster Linie über die Marker Zytokeratin oder EpCAM (epithelial cell adhesion molecule). Die Ex-vivo-Expansion solcher Zellen ist bisher noch unzureichend untersucht und wurde bislang nicht in Zusammenhang mit einer erhöhten Metastasierung gestellt. Um Metastasen-Gründerzellen nachzuweisen und die zelluläre Grundlage der Metastasierung besser verstehen zu können, wurde eine Marker-unabhängige Kultivierungsmethode genutzt, bei der die Sphärenbildung und deren Charakterisierung in Mittelpunkt steht (Treitschke, S., 2023: DOI 10.1002/ijc.34658).

Für die Studie wurden insgesamt 131 Lungenkrebspatienten in Zusammenarbeit mit dem Universitätsklinikum Regensburg und dem Krankenhaus Barmherzige Brüder Regensburg rekrutiert. Von 199 Lymphknotenproben wurden Zellsuspensionen generiert und in parallelen Ansätzen analysiert. Einerseits wurden die Zellsuspensionen auf das Vorhandensein von EpCAM-positiven DCCs durch eine immunzytologische Quantifizierung untersucht, andererseits wurden die Proben unter nicht-adhärenten, serumfreien Sphären-Zellkulturbedingungen über mehrere Wochen kultiviert. Eine Sphärenbildung konnte in 35 Prozent aller getesteten Kulturen (69/199) beobachtet werden. Die ex vivo erzeugten Sphären und deren zelluläre Zusammensetzung wurden anschließend anhand verschiedenster molekularbiologischer Analysen, wie der Expression von Signaturgenen, dem Nachweis typischer Lungenkrebsmutationen sowie der Bestimmung von Aberrationen im Genom, charakterisiert. Interessanterweise korreliert die Sphärenbildung mit dem Nachweis von DCCs und mit einer signifikant schlechteren Überlebensprognose. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die prognostische Bedeutung der Sphärenbildung in einem engen Zusammenhang mit einer hohen Anzahl EpCAM-positiver DCCs und aberranten Genotypen der expandierten Sphären steht. Jedoch konnte in einzelnen Fällen auch bei Patienten ohne Anzeichen für eine Ausbreitung in Lymphknoten Sphärenbildung festgestellt werden. Diese Sphären zeigten allerdings nur selten eine Expression von Signaturgenen und wiesen weder typische Lungenkrebsmutationen noch Kopienzahlvariationen auf, könnten aber mit dem Fortschreiten der Erkrankung mehr als 5 Jahre nach kurativer Operation in Verbindung stehen.

Zusammenfassend zeigte die Studie, dass mithilfe der Ex-vivo-Expansion von DCCs aus Lymphknoten von Lungenkrebspatientinnen und -patienten relevante Zellen identifiziert werden können, die mit dem Fortschreiten der Metastasierung in Zusammenhang stehen.