Der Tumorstammzell-Inhibitor Salinomycin im kolorektalen Karzinom: Wachstums-Inhibition und Apoptose-Induktion in primären humanen Tumorsphäroid-Kulturen

Einleitung: Das Polyether-Antibiotikum Salinomycin (Sal) gilt als potenter Inhibitor von Tumorstammzellen. Der molekulare Mechanismus ist dabei noch weitestgehend unverstanden. Das kolorektale Karzinom (CRC) gehört zu den häufigsten Tumorentitäten weltweit. Kolorektale Lebermetastasen sind die häufigste Tumor-assoziierte Todesursache. Der Effekt von Sal auf das Wachstum und Überleben primärer humaner Stammzellen des CRC ist bislang noch nicht evaluiert worden.

Ziele: Das Ziel dieser Arbeit bestand darin zu untersuchen, ob Sal seine Wirksamkeit auch in primären humanen CRC-Stammzellen (sog. Sphäroid-Kulturen) entfaltet. Dafür wurden Sphäroid-Kulturen (i) primärer Kolonkarzinome und (ii) kolorektaler Lebermetastasen ansteigenden Sal-Konzentrationen ausgesetzt und der Phänotyp der Zellen charakterisiert.

Methodik: 1 Kultur eines primären Kolonkarzinoms sowie 3 Sphäroid-Kulturen kolorektaler Lebermetastasen wurden in vitro entweder Sal oder 5-Fluorouracil, Oxaliplatin und Cetuximab (bei Vorliegen eines KRAS-Wildtyps, entsprechend dem FOLFOX-Schema) ausgesetzt. Die Tumorzellvitalität wurde mithilfe des WST-1-Assays evaluiert. Die Expression der Stammzell-Marker ALDH-1, Lgr5, CD133, CD44 und EpCam wurde durchflusszytometrisch oder mittels qPCR untersucht. Ein Sphäroid-Formationsassay diente zur Beurteilung des malignen Potentials der Zellen. Eine Induktion der Apoptose wurde mittels SubG1- bzw. AnnexinV-Färbung durchflusszytometrisch analysiert.

Ergebnis: Sal reduziert in allen eingesetzten Sphäroid-Kultur die Vitalität der Tumorstammzellen. Die ist mit einer verminderten ALDH-1- und Lgr5-Expression assoziiert. Die Fähigkeit zur Ausbildung von Sphäroiden war in allen 4 Kulturen nach Behandlung mit Sal reduziert bzw. komplett inhibiert. Dieser Phänotyp korrelierte mit einer Induktion der Apoptose in allen Sphäroid-Kulturen.

Schlussfolgerung: Sal inhibiert das Wachstum von 4 verschiedenen primären kolorektalen Karzinomsphäroid-Kulturen in vitro. Durch die Inhibition der Sphäroid-Formation wird das Tumor-initiierende Potential der Zellen aufgehoben. Weiterführende in vivo-Untersuchungen sind notwendig, um den erstmaligen Einsatz von Sal in der Therapie des kolorektalen Karzinoms in einem prä-klinischen Modell genauer beurteilen zu können.