Optimierung des orthotopen murinen Harnblasenkarzinom-Modells und Einsatz zur Untersuchung der intravesikalen Bacillus Calmette-Guérin Immuntherapie[*]

Zusammenfassung

Fragestellung: Orthotope Tumormodelle sind in Tumorwachstums- und Metastasierungseigenschaften der humanen Situation vergleichbar. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, das orthotope murine Harnblasenkarzinom-Modell hinsichtlich der Tumoranwachsrate verlässlich zu verbessern und ein Modell zu entwickeln, in dem intravesikale Therapeutika hinsichtlich ihres Einflusses auf Progression und Überleben untersucht werden können. Dieses verbesserte Modell wurde eingesetzt, um den Einfluss antiinflammatorischer Medikamente auf die Effizienz der intravesikalen Bacillus Calmette-Guérin (BCG)-Immuntherapie gegen Blasentumoren zu untersuchen.

Methodik: Syngene MB-49-Harnblasentumorzellen wurden in unterschiedlichen Konzentrationen Mäusen orthotop implantiert. Durch Belassen des Instillationskatheters in situ konnte eine Verlängerung der Retentionszeit auf 3 h erzielt werden. Anschließend wurden intravesikale BCG-Instillationen zur Überprüfung der Immuntherapie-Sensitivität des Modells eingesetzt. 75 Mäuse wurden in 5 Gruppen à 15 Tiere randomisiert und mit Pufferlösung (PBS, Gruppe 1), BCG (Gruppe 2), BCG + Acetylsalicylsäure (ASS, Gruppe 3), BCG + Pentoxifyllin (POF, Gruppe 4) und autoklaviertem BCG (aBCG, Gruppe 5) behandelt.

Ergebnisse: Die Modifikation der Instillation führte zu Implantationsraten von 100 % unabhängig von der gewählten Tumorzellzahl, wohl aber zur Verlängerung der Zeit bis zur Progression bei geringerer Zellzahl. PBS und aBCG hatten keinen Effekt auf das Tumorwachstum, während Tiere, die mit viablem BCG allein oder in Kombination mit POF bzw. ASS behandelt worden waren, eine signifikante Reduktion des Blasentumorgewichtes zeigten. Mit BCG, BCG + ASS und BCG + POF behandelte Mäuse zeigten einen signifikant höheren Überlebensanteil im Vergleich zu PBS.

Schlussfolgerung: Die Modifikation des Modells führte zu Tumorimplantationsraten von 100 % bei erhaltener Suszeptibilität gegenüber Immuntherapieverfahren. Die Effizienz von BCG zur Therapie des Harnblasenkarzinoms ist abhängig von der BCG-Viabilität und wird nicht durch Gabe von ASS oder POF beeinträchtigt. Eine Evaluation dieser Substanzen zur Therapie BCG-induzierter Nebenwirkungen beim Menschen unter Studienbedingungen sollte erfolgen.

Abstract

Purpose: Orthotopic tumor models are comparable to the human situation with regard to metastatic pattern. The purpose of this study was to optimize the orthotopic murine bladder cancer model with regard to tumor take rate and to develop a model to investigate the effects of intravesical therapeutic agents on tumor progression and survival. We used this optimized model to clarify the influence of anti-inflammatory drugs on the efficacy of intravesical BCG in bladder cancer treatment.

Materials and Methods: Syngeneic bladder cancer cells (MB49) of differing concentration were instilled orthotopically. The intravesical catheter was pinched off after instillation and was left in place for the duration of anesthesia. Using this method we ensured a dwelling time of 3 h and a tumor take rate of 100 %. To verify whether this modification maintained its sensitivity to topical immunotherapy, an initial tumor load of 100000 MB 49 cells was given, and mice were treated intravesically with BCG or phosphate-buffered saline. In the next step 75 mice were randomized into 5 groups of 15 animals. Intravesical treatment was done with phosphate buffered saline (PBS, group 1), BCG (Group), BCG and acetylic salicylic acid (ASA, Group 3), BCG and pentoxifylline (POF, group 4) and autoclaved BCG (aBCG, group 5).

Results: The modification of instillation resulted in tumor take rate of 100 %, independent of the number of instilled cells. Even with the highest tumor load, BCG therapy improved survival and reduced bladder weight significantly, as compared to PBS. PBS and aBCG had no effect on tumor growth, whereas animals treated with viable BCG alone and in combination with POF or ASA, showed a significant reduction in bladder weight. Mice treated with BCG, BCG + ASA, BCG + POF showed a significantly higher proportion of survival rate compared to PBS alone. Autoclaved BCG had no therapeutic efficacy.

Conclusion: Modification of the orthotopic bladder tumor model (MB 49) results in a tumor take rate of 100 % and maintains its susceptibility to topical immunotherapy. The efficacy of BCG therapy in murine orthotopic bladder cancer is dependent on BCG viability and is not compromised by ASA or POF. Clinical trials to evaluate the efficacy of routine ASA or POF to reduce BCG side effects in patients should be initiated.

Key words:

Bladder neoplasms - Administration, intravesical - Immunotherapy - Disease model - Animal

1 unterstützt durch Deutsche Forschungsgemeinschaft (SFB 367/C7)

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