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Establishment of a viability assay for the screening of metal-based anti-tumour compounds for 3D cultured human cells

Klapproth, Erik (2014) Establishment of a viability assay for the screening of metal-based anti-tumour compounds for 3D cultured human cells.
Masterarbeit, Universität Wien. Zentrum für Molekulare Biologie
BetreuerIn: Dolznig, Helmut
Gesperrt bis: 19 März 2016
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URN: urn:nbn:at:at-ubw:1-29898.58335.687265-7
URN: urn:nbn:at:at-ubw:1-29898.58335.687265-7

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Abstract in Deutsch

Obwohl während der letzten Jahrzehnte zahllose potentielle Antitumor-Substanzen synthetisiert wurden, liegt der Prozentsatz an Substanzen, die erfolgreich in klinischen Phasen getestet werden, bei unter 5%. Diese geringe Anzahl verdeutlicht vor allem die Problematik der generellen Überschätzung der Zytotoxizität von getesteten Substanzen, die mit der Verwendung der typischen präklinischen Modellsysteme einhergeht. Dieser Nachteil könnte möglicherweise durch den Einsatz von dreidimensionalen multizellulären Sphäroiden, einer zunehmend akzeptierten Brückentechnologie zwischen klassischer 2D Zellkultur und Tiermodellen, überwunden werden. Mit diesem Hintergrund wurde ein schnelles und leicht zu handhabendes Setup für einen Resazurin-basierten Viabilitätsassay etabliert, der für die Selektion von möglichen antineoplastischen Substanzen in 3D kultivierten Tumorzellen geeignet ist. CH1, HCT116 und HT1080 Sphäroide mit und ohne HIF-1 alpha Expression wurden in 96-well hanging drop Platten kultiviert und mit den klinisch etablierten Chemotherapeutika Cis- und Oxaliplatin sowie den neu entwickelten Substanzen KP46, KP772, KP1339 und KP1537 behandelt. Um den Einfluss von Sphäroid-typischen dichten ZellZell-Verbindungen sowie von Hypoxie auf die therapeutische Effizienz der Substanzen zu untersuchen, wurden die in 3D-Kulturen ermittelten Werte mit IC50 Werten aus konventionellen 2D-Kulturen der selben Zelllinien verglichen. Mit Ausnahme von KP772 und KP1339 (durchschnittliche Abweichung von Faktor 1.1 für KP772 beziehungsweise 2.3 für KP1339), die nahezu identische IC50 Werte unter beiden Kultivierungsmethoden aufwiesen, konnte für die restlichen Substanzen in großen hypoxischen Sphäroiden eine Abnahme der Effektivität aufgrund der geänderten Kulturbedingungen festgestellt werden. Unter allen getesteten Stoffen zeigte KP772 die stärkste Zytotoxizität in HIF-1 alpha exprimierenden Sphäroiden mit IC50 Werten von 0.96 micromolar in CH1 bis 1.1 micromolar in HT1080 Sphäroiden. Der größte Unterschied zwischen IC50 Werten in Monolayer-Kulturen und hypoxischen Sphäroiden konnte für KP46 festgestellt werden (durchschnittliche Abweichung von Faktor 173). Beobachtungen in kleinen Sphäroiden ohne Hypoxie zeigten eine Chemosensitivität die zwischen 2D-Kulturen und hypoxischen Sphäroiden lag. Zusammengefasst deuten diese Daten auf die Robustheit und Zuverlässigkeit des etablierten Setups sowie auf die Vorteile des Sphäroidsystems für die Abschätzung der zytotoxischen Aktivität von Substanzen in einer dreidimensionalen Umgebung. Die abweichenden Resultate in 2D und 3D reflektieren möglicherweise die Bedeutung von physiologischen Parametern wie Zell-Zell-Interaktionen und chemischen Gradienten während des Evaluierungsprozesses. Da diese Eigenschaften mit 2D-Kulturen nicht adäquat abgebildet werden können, sollten Sphäroide als zweiter Schritt, vor der Substanztestung in Tiermodellen, in die standardmäßige Beurteilung von Substanzeffizienzen mit eingebunden werden.

Schlagwörter in Deutsch

Tumor

Dokumentenart: Hochschulschrift (Masterarbeit)
AutorIn: Klapproth, Erik
Titel: Establishment of a viability assay for the screening of metal-based anti-tumour compounds for 3D cultured human cells
Umfangsangabe: 84 S.
Institution: Universität Wien
Fakultät: Zentrum für Molekulare Biologie
Publikationsjahr: 2014
Sprache: eng ... Englisch
BetreuerIn: Dolznig, Helmut
BeurteilerIn: Dolznig, Helmut
Klassifikation: 42 Biologie > 42.15 Zellbiologie
AC-Nummer: AC11601560
Dokumenten-ID: 32296
(Das PDF-Layout ist ident mit der Druckausgabe der Hochschulschrift.)

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