Einleitung

1. Prospektive  Pilotstudie zur Prüfung eines Antikörper-beschichteten Nanodetektors für die Isolierung von zirkulierenden Tumorzellen (CTC) aus dem Blut von Nierenzellkarzinom-Patienten Gerit Theil1, M. Raschid Hoda1, Kersten Fischer1, Klaus Lücke2, Paolo Fornara11 Klinik und Poliklinik für Urologie und Nierentransplantationszentrum, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, 2 Gilupi Inc., Potsdam Einleitung Der Nanodetektor basiert auf einem 16 cm langen Edelstahldraht (Durchmesser 0,5 mm), welcher an einem Ende über einen 2,5 cm langen Bereich mit Gold und einem Hydrogel beschichtet wurde. Diese Oberfläche ermöglicht eine kovalente Bindung von Antikörpern, die gegen das humane Oberflächenantigen EpCAM (Epithelial Cell Adhesions Molecule) gerichtet sind. Die prospektive Pilotstudie wurde zur Überprüfung der Funktionalität des medizinischen Drahtes (FSMW) in vitro durchgeführt (Abb.1). Abb. 1: Aufbau des Antikörper-beschichteten Nanodetektors Ergebnisse – EpCAM-Expression der Primärkulturen von Nierenzellkarzinomen - immunzytochemische Untersuchung Methode Im ersten Teil der Studie wurde die EpCAM-Expression an Primärkulturen von Nierenzellkarzinomen (RCC) unterschiedlicher Tumorentität und unterschiedlichen Malignitätsgrades immunzytometrisch untersucht (Abb. 2 und 3). Die folgenden Spiking-Experimente dienten der Evaluierung des FSMW. Dazu wurden 15 mL EDTA-Blut von gesunden Probanden mit Primärkulturzellen von Nierenzellkarzinomen angereichert (12 - 660 RCC-Zellen/mL) und der Nanodetektor im hämodynamischen Modell (Fließgeschwindigkeit 2,65 cm/s, 30 min) angewendet (Abb. 4, Tab. 1).Abschließend wurde Blut von 13 RCC-Patienten mit gesicherter Diagnose in unterschiedlichen Tumorstadien eingesetzt. Das Blut von 2 gesunden Probanden und eines Patienten mit benigner Nierenerkrankung diente als Kontrolle (Abb. 5, Tab. 2). Die Charakterisierung der isolierten RCC-Zellen bzw. der CTC erfolgte mit anti-pan-CK-FITC und die Kernlokalisation mit Hoechst 33258. EpCAM-positive Leukozyten wurden mit der CD45-APC-Kontrollfärbung identifiziert. a) b) Abb. 2: PFA-fixierte Primärkultur; immunzytochemischer Nachweis von EpCAM mit anti-EpCAM-FITC und Kernlokalisation durch Hoechst 33258 a) hellzellige RCC-45-Zellen (pT3b, G2) , b) hellzellige RCC-28 (pT1a, G1) Ergebnisse – Ex-vivo-Isolierung von CTC aus Patientenblut (hämodynamisches Modell) Abb. 3: EpCAM-Expression der Primärkulturen von Nierenzellkarzinomen a) b) Ergebnisse – Spiking-Experimente (hämodynamischen Modell) a) b) Abb. 5: Färbung: Overlay von anti-pan-CK-FITC-, anti-CD45-APC-, Hoechst-Kernfärbung. Beispiel für CTC aus RCC-Patientenblut am FSMW. a) RCC-Patient 7, b) RCC-Patient 1 c) d) Tab. 2: Zusammenfassung- FSMW ex-vivo CTC-Isolierung a) b) Abb. 4: a) FSMW-gebundene, isolierte RCC-45-Zellen (hellzellig, pT3b, G2), Färbung mit pan CK-FITC und anti-CD45-APC und Kernlokalisation durch Hoechst 33258 b) FSMW-gebundene, isolierte RCC-45-Zellen (Rasterelektronenmikroskopie) e) Tab. 1: Zusammenfassung- Spiking-Experimente Schlussfolgerung Die untersuchten Tumorentitäten weisen eine unterschiedlich starke EpCAM-Expression auf, die beim hellzelligen Nierenzellkarzinom tendenziell höher ist. Es konnte gezeigt werden, daß eine ex-vivo CTC-Isolierung beim RCC mit Hilfe des FSMW möglich ist. Weiterführende Untersuchungen an Tumorgewebeproben und Patientenblut sollen die erhoben Befund untermauern.