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Gewählte Publikation:
Rauch,K.
5-Aminolävulinsäure induzierte Protoporphyrin IX Fluoreszenz und Ferrochelatase-Expression bei niedriggradigen Gliomen
Humanmedizin; [Diplomarbeit] Medizinische Universität Graz;2019. pp. 115
[OPEN ACCESS]
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- Autor*innen der Med Uni Graz:
- Betreuer*innen:
- von Campe Gord
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- Hintergrund: In der Therapie von Gliomen ist das Resektionsausmaß für das progressionsfreie Überleben entscheidend. Als hirneigene Tumoren zeigen Gliome ein infiltratives Wachstum, daher ist es herausfordernd zwischen malignem Gewebe und gesundem Hirn zu unterscheiden. Deshalb wird 5-Aminolävulinsäure (5-ALA) zur fluoreszenzgestützten Resektion von hochgradigen Gliomen (Abk. HGG, engl. für high-grade glioma) in der Neurochirurgie eingesetzt. 5-ALA ist ein Metabolit der Häm-Biosynthese, der unter physiologischen Umständen zu Häm verstoffwechselt wird. In malignen Gliomzellen kommt es aus noch unvollständig geklärten Gründen zur pathologischen intrazellulären Akkumulation von fluoreszierendem Protoporphyrin IX (PpIX), einem Zwischenprodukt des Häm-Stoffwechsels. Als mögliche Ursache werden einerseits eine selektive Aufnahme von 5-ALA in die Gliomzellen und andererseits Veränderungen in der Expression von an der PpIX-Synthese beteiligten Enzymen und Transportern diskutiert. Ziel dieser Arbeit: Nur ungefähr 10 bis 20 % der niedriggradigen Gliome (Abk. LGG, engl. für low-grade glioma) zeigen intraoperativ eine sichtbare Fluoreszenz nach Gabe von 5-ALA. Ziel dieser Arbeit war es, mögliche Ursachen für die fehlende Fluoreszenz zu untersuchen. Durch in vitro Experimente sollte erforscht werden, ob niedriggradiges Gliomgewebe eine detektierbare PpIX-Fluoreszenz zeigt, wenn 5-ALA frei verfügbar ist. Darüber hinaus wurde die Aktivität des Enzyms Ferrochelatase (FECH) und des adenosine triphosphate (ATP) binding cassette Transporters G2 (ABCG2) analysiert. Material und Methoden: Für die Studie wurde operativ entferntes Gliomgewebe von 19 Personen untersucht. Gliomproben und Gliom-Zelllinien wurden in vitro mit unterschiedlichen Konzentrationen von 5-ALA inkubiert und anschließend wurde die Fluoreszenz mit dem konfokalen Laser-Scanning-Mikroskop detektiert. Außerdem wurden Western Blot und PCR (Abk. engl. für polymerase chain reaction) zur Bestimmung der FECH- und ABCG2-Expression eingesetzt. Ergebnisse: 2 Stunden nach der Inkubation mit 5-ALA zeigten 56 % der LGGs und 50 % HGGs Fluoreszenz. 24 Stunden nach 5-ALA-Exposition war in allen Gliomen (n=15), die in die Auswertung eingeschlossen wurden, Fluoreszenz detektierbar. Die FECH-Expression war in allen Gliomen verglichen mit gesundem Hirngewebe reduziert, wobei in Glioblastomen die niedrigsten Werte gemessen wurden. Die ABCG2-Expression in Glioblastomen war gegenüber den Oligodendrogliomen signifikant vermindert (p<0,012). Gliome, die 2 Stunden nach 5-ALA-Exposition Fluoreszenz-positiv waren, wiesen eine geringere ABCG2-Expression auf, als jene ohne Fluoreszenz. Schlussfolgerung: Unsere Forschungsergebnisse demonstrieren, dass niedriggradige Gliome zu unterschiedlichen Zeitpunkten nach Inkubation mit 5-ALA in vitro eine detektierbare PpIX-Fluoreszenz aufweisen.