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WIRKSAMKEIT: Die Untersuchungen in vivo

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DIE UNTERSUCHUNGEN IN VIVO

Die antitumorale Wirkung der intravenösen Anwendung von NSC 631570 (4 mg/Tag) wurde auch in den in vivo Studien an BALB/c Mäusen mit dem implantierten schnell wachsenden Mammakarzinom D1 DMBA-3 demonstriert. In diesen Tests hat sich die intravenöse Verabreichung als die effektivste Art der Anwendung erwiesen. Die Autoren dieser Studien haben auch die Rolle der Makrophagen in der zytotoxischen Wirkung von NSC 631570 erforscht. Sie zeigten, dass dieses Präparat die zytotoxische Wirkung der Makrophagen wiederherstellen konnte (26, 43).

Diese Wirkungsweise wurde in einer späteren Studie an den CBA-Mäusen bestätigt. Wieder wurde hier seitens der Autoren die Rolle der Makrophagen in der Tumorbekämpfung unter der Wirkung von Ukrain hervorgehoben (120).

In einer experimentellen Studie an Mäusen hat Ukrain das Wachstum und die Metastasierung des malignen Melanoms B-16 gehemmt (107).

In Experimenten mit Mäusen C57BL6 hat NSC 631570 das Wachstum der primären transplantierten Lewis-Karzinome und ihre Metastasierung im Vergleich zur Kontrollgruppe gehemmt (219). Diese Wirkung von NSC 631570 wurde auch in einer anderen Studie bestätigt. Auch hier war die intravenöse Verabreichung am wirksamsten (254).

Eine weitere Studie wurde mit 18 CBA Mäusen durchgeführt, welchen eine Mischung von 0,1 mg NSC 631570 und 10000 Krebs-2 Karzinomzellen intramuskulär injiziert wurde. In der Kontrollgruppe wurden nur die Tumorzellen injiziert. Nach 11 Tagen wurde eine deutliche Tumorwachstumshemmung in der mit NSC 631570 behandelten Gruppe festgestellt. Ähnliche Effekte wurden auch an Mäusen mit implantierten aszitischen Hepatomzellen erreicht (118).

In einer weiteren Studie haben die Forscher entdeckt, dass NSC 631570 signifikant die Konzentration von Prokathepsin B in der aszitischen Flüssigkeit erhöht, wobei die Konzentration von Zysteinprotease Kathepsin B vermindert wird. Außerdem war die Konzentration der makrophagealen p-Hexosaminidase erhöht, was auf einen Zustrom der Makrophagen in die Bauchhöhle hindeutete (119).

Die antitumorale Wirkung von Ukrain wurde auch an Wistar Ratten mit implantiertem Sarkom-45 bestätigt (122).

Zwei verschiedene Arten von Ehrlich-Karzinomzellen – aszitische oder solide Form - wurden intraperitoneal oder subkutan an Mäuse implantiert. NSC 631570 wurde dann intraperitoneal während 6 Tage verabreicht. Die Wirkung des Präparates auf die Tumore wurde nach den Tumorwachstumshemmungsparametern, der Gesamtzahl der aszitischen Tumorzellen, Anzahl der lebenden Tumorzellen sowie der mittleren Überlebenszeit der Tiere beurteilt. Die Zellzyklusverteilung der Krebszellen wurde mittels Durchflusszytometrie bestimmt. Die Anzahl der zirkulierenden Phagozyten wurde mittels Durchflusszytometrie mit FITC-markierten S. aureus berechnet. In den Mäusen mit der aszitischen Form des Ehrlich-Karzinoms hat die intraperitoneale Gabe von NSC 631570 eine moderate Hemmung des Tumorwachstums bewirkt, was aber von einer lokalen Entzündungsreaktion begleitet wurde und zu einer verminderten Überlebenszeit geführt hat. In den Tieren mit der soliden Form des Karzinoms hat die Behandlung mit NSC 631570 eine deutliche Hemmung des Tumorwachstums und eine Verlängerung der Überlebenszeit herbeigeführt. Bei beiden Tumorformen hat die Behandlung die Anzahl der zirkulierenden Phagozyten im peripheren Blut normalisiert, wobei dieser Effekt bei der soliden Karzinomvariante mehr ausgeprägt war. Dia Autoren kommen zum Schluss, dass die Wirkung von NSC 631570 auf die Ehrlich-Karzinomzellen sowohl durch seinen direkten proapoptotischen Effekt wie auch durch die Interaktionen mit den immunkompetenten Zellen der Maus bedingt ist (262).

Die Wirkung auf das Wachstum vom Melanom B16 in Mäusen

Die Wirkung von NSC 631570 alleine oder kombiniert mit den Pathogen-assoziierten Molekülen (PAM) auf das Wachstum vom niedrig- und hoch-metastasierenden Melanom B16 wurde in Mäusen untersucht. NSC 631570 wurde intravenös und PAM wurden intramuskulär den Mäusen mit implantierten Tumoren sieben Mal jeden dritten Tag verabreicht, beginnend am zweiten Tag nach der Implantation von Tumorzellen. Die Wirkung der Mono- sowie Kombinationstherapie auf das Tumorwachstum wurde mithilfe von Parametern der Tumorwachstumshemmung in den experimentellen Tieren. Zellzyklusverteilung der Krebszellen wurde mit Durchflusszytometrie bestimmt. Die Expression von TAP1 und TAP2 wurde mit RT-PCR gemessen. Die metabolische Aktivität der Phagozyten wurde mithilfe von NBT-Test bestimmt, Phagozytose – mittels Durchflusszytometrie und Arginaseaktivität – mit kolorimetrischer Harnstoffmessung. Kombinierte Therapie sowie Monotherapie mit NSC 631570 hat das Tumorwachstum deutlich gehemmt. Monotherapie mit NSC 631570 war mehr wirksam in Mäusen mit dem hoch-metastasierenden Melanomen. Die therapeutische Wirksamkeit von NSC 631570 in Kombination mit PAM war mehr ausgeprägt in Mäusen mit niedrig-metastasierenden Tumoren. Die Autoren kommen zum Schluss, dass die Wirksamkeit der Mono- und auch Kombinationstherapie mit NSC 631570 in der Behandlung vom Melanom B16 hängt von den biologischen Eigenschaften des Tumors und vom Immunstatus des Tiers (263).

Die Wirkung auf Cysteinproteasen

In Mäusen mit transplantierten LS-Lymphosarkom und HA-1-Hepatom wurden die Konzetrationen von Cystatin C, Kathepsin B und Kathepsin L nach der Behandlung mit Cyclophosphamid und Ukrain bestimmt. Eine erhöhte Konzentration von Cystatin C wurde nur in dem mit Ukrain behandelten Hepatom gefunden. Gleichzeitig waren die Konzentrationen von Cathepsin B und Cathepsin L bei LS-Lymphosarkom erhöht. Diese Ergebnisse deuten auf die Apoptose als den Wirkungsmechanismus von NSC 631570 bei diesen Tumormodellen (169).

In einer weiteren Arbeit wurde die Wirkung von NSC 631570 auf die Proteinase Cathepsin D bei denselben Tumormodellen untersucht. Cathepsin D ist eine wichtige lysosomale Proteinase, welche die durch Interferon-gamma und TNF-alpha induzierte Apoptose moduliert. NSC 631570 in Kombination mit Cyclophosphamid erhöhte Cathepsin D Aktivität in Mäusen mit LS-Lymphosarkom. NSC 631570 alleine übte diese Wirkung nicht aus (170).

Cystatin C ist ein gut bekannter extrazellulärer Proteinaseninhibitor und wird als ein möglicher Marker des Tumorwachstums und der Wirksamkeit der antitumoralen Therapie verwendet (204). Die Behandlung der Mäuse mit Ukrain führte zur 4fachigen Steigerung von Cystatin C im Tumorgewebe (171).
In den Experimenten an männlichen Mäusen CBA/C57BI/6J war der Serumspiegel des Proteins Cystatin C nach der Implantation des Lewis Adenokarzinoms nur halb so hoch wie in der Kontrollgruppe. Die kombinierte Behandlung mit Ukrain und Cyclophosphamid hat die Cystatinwerte normalisiert (218).

An den experimentellen Maustumoren LS-Lymphosarkom, Hepatom HA-1 und Adenokarzinom Lewis wurde die Wirkung von Ukrain auch auf Cystatin A (Stefin A) untersucht. Die Behandlung mit Ukrain führte bei Adenokarzinom Lewis zum Anstieg dieses Enzyms in der Leber, nicht aber im Tumorgewebe. In anderen Tumormodellen hat sich die Konzentration von Cystatin A in der Leber und im Tumorgewebe nicht geändert. Bei LS-Lymphosarkom und Hepatoma HA-1 stieg die Serumkonzentration von Cystatin A während der Behandlung mit Ukrain an (220).

Die Behandlung der Mäuse mit transplantiertem Hepatoma HA-1 mit Ukrain führte zur Verlangsamung des Tumorwachstums und Verlängerung der Überlebenszeit der Tiere. Die Anzahl von Makrophagen hat sich erhöht und die Anzahl von Tumorzellen in der aszitischen Flüssigkeit hat sich verringert. Auf die Aktivität von Kathepsinen B und L hatte die Behandlung mit Ukrain hingegen keinen Einfluss (199).