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Effects of GLUT1, LAT1, SGLT1/2 inhibitors on the PET-tracer uptake in multicellular tumor spheroids

Schwarz, Alexandra (2019) Effects of GLUT1, LAT1, SGLT1/2 inhibitors on the PET-tracer uptake in multicellular tumor spheroids.
Diplomarbeit, University of Vienna. Fakultät für Lebenswissenschaften
BetreuerIn: Viernstein, Helmut

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DOI: 10.25365/thesis.56672
URN: urn:nbn:at:at-ubw:1-17281.18080.553554-6

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Abstract in English

In industrialized countries, cancer is one of the leading causes of mortality. Consequently, there is a steady increase in research to develop new methods for effective cancer treat-ment. In order to succeed in cancer therapy, it is necessary to recognize and avoid limiting factors as decreased responsiveness to radiation and chemotherapeutics. This requires know-how about characteristics of tumor tissue, which is allowed by cultivation of multicel-lular tumor spheroids. Therefore, the use of multicellular tumor spheroids in the evaluation of anticancer drugs derives from their promising physiological simulation of tumor tissue, which cannot be obtained in 2D cell culture models. Furthermore, an increased application of multicellular tumor spheroids in the preclinical PET-tracer evaluation for cancer diagno-sis would enable a more selective repertory of potential active agents and consequently the possibility of reducing animal experiments. Fortunately, prior examined PET-tracers allow for an evaluation of the application as well as adequacy of spheroids. The aim of this diploma thesis was the observation of effects of different inhibitors (apig-enin, BCH, phlorizin) on the accumulation of various PET-tracers ([18F]FDG, [18F]FEC, [18F]FET, [11C]MET) in cultivated multicellular tumor spheroids of different cell lines (HT-29, HCT-116, HT-1080). Therefore, spheroid cultivation took place in previously agarose coated 96-well plates, referring to adequate cultivation methods established for each cell line. Afterwards, four different concentrations of the inhibitor were applied. In order to de-termine the PET-tracer accumulation 3 MBq of the particular tracer were added to each spheroid and after incubation time was up, all samples were measured in the gamma counter. In case of apigenin and phlorizin, results showed a reduction of accumulation of [18F]FDG in all tested cell lines. However, BCH inhibited the accumulation only in cell line HCT-116 as well as in spheroids of cell line HT-29 in the highest concentration. The accumulation of tracer [18F]FEC was not significantly affected by BCH. Both apigenin as well as phlorizin showed a significant effect in tracer accumulation only at the highest concentration. apigenin and phlorizin had a noticeably bigger impact on the [18F]FET-accumulation com-pared to the inhibitor BCH. In case of [11C]MET, all inhibitors led to a reduction of accumulation in the tested cell lines.

Schlagwörter in Englisch

spheroids / PET-tracer

Abstract in German

Tumorerkrankungen stellen nach koronaren Herzerkrankungen die häufigste Todesursa-che in der westlichen Welt dar. Dieser Fakt hat zur Folge, dass sich vor allem in den letz-ten Jahrzehnten die Suche nach Ansätzen, Tumorgewebe schnellst möglich gezielt be-handeln zu können, großer Beliebtheit in der Forschung erfreut. Um jedoch eine erfolgrei-che Krebstherapie garantieren zu können, ist es notwendig, limitierende Faktoren wie verminderte Ansprechbarkeit auf Bestrahlung oder Chemotherapeutika zu erkennen und zu umgehen. Dies setzt eine gute Kenntnis über die Charakteristika des Tumorgewebes voraus, welche mittels Kultivierung multizellulärer Tumor Sphäroide angestrebt werden kann. Deren Einsatz in der Evaluierung von Chemotherapeutika ist auf die vielverspre-chende physiologische Simulation von Tumorgewebe zurückzuführen, welche bei 2D Zell-kulturmodellen zu wünschen übrig lässt. Weiters würde der vermehrte Einsatz von multi-zellulären Tumor Sphäroiden in der präklinischen PET-Tracer Evaluierung zur Diagnose von Tumoren eine gezieltere Selektion potentieller Wirkstoffe ermöglichen und in weiterer Folge zu einer verminderten Anzahl notwendiger Tierversuche beitragen. Mit Hilfe von be-reits gut untersuchten PET-Tracern kann eine Beurteilung über die Anwendung und Eig-nung von Sphäroiden erfolgen. Ziel dieser Diplomarbeit war nun die Beobachtung der Auswirkung verschiedenster Inhibi-toren (Apigenin, BCH, Phlorizin) auf die Akkumulation verschiedenster PET-Tracer ([18F]FDG, [18F]FEC, [18F]FET, [11C]MET) in kultivierten multizellulären Tumor Sphäroide mehrerer Zelllinien (HT-29, HCT-116, HT-1080). Hierfür erfolgte die Kultivierung der Sphäroide in zuvor mit Agarose beschichteten 96-well Platten nach einer für jede Zell-linie bereits etablierten, geeigneten Methode. Anschließend fand die Hemmung mit einem Inhi-bitor in vier verschiedenen Konzentrationen statt. Um nun die PET-Tracer Akkumulation bestimmen zu können, wurde jedes Sphäroid mit 3 MBq des jeweiligen Tracers versehen und die Aufnahme nach Ende der Inkubationszeit im Gamma Counter vermessen. Im Falle von Apigenin und Phlorizin zeigten die erhaltenen Ergebnisse eine Reduktion der [18F]FDG-Akkumulation in allen getesteten Zelllinien. BCH hingehen hemmte die Tracer- Akkumulation nur in der Zelllinie HCT-116 sowie in der höchsten Konzentration auch in Sphäroiden der Zelllinie HT-29. Die Akkumulation des Tracers [18F]FEC wurde durch den Inhibitor BCH nicht merklich be-einflusst. Sowohl Apigenin als auch Phlorizin zeigten nur bei der höchsten Konzentration einen signifikanten Effekt auf die Akkumulation. Apigenin und Phlorizin hatten einen deutlich stärkeren Effekt auf die [18F]FET-Akkumulation als der Inhibitor BCH. Im Falle von [11C]MET führten alle Inhibitoren zu einer Reduktion der Akkumulation in den getesteten Zelllinien.

Schlagwörter in Deutsch

Sphäroide / PET-Tracer

Item Type: Hochschulschrift (Diplomarbeit)
Author: Schwarz, Alexandra
Title: Effects of GLUT1, LAT1, SGLT1/2 inhibitors on the PET-tracer uptake in multicellular tumor spheroids
Umfangsangabe: 55 Seiten : Diagramme
Institution: University of Vienna
Faculty: Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw.
Universitätslehrgang (ULG):
Diplomstudium Pharmazie
Publication year: 2019
Language: eng ... Englisch
Supervisor: Viernstein, Helmut
Assessor: Viernstein, Helmut
Classification: 30 Naturwissenschaften allgemein > 30.00 Naturwissenschaften allgemein: Allgemeines
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.99 Naturwissenschaften allgemein: Sonstiges
AC Number: AC15362801
Item ID: 56672
(Das PDF-Layout ist ident mit der Druckausgabe der Hochschulschrift.)

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