Einzelzell Heterogenität von Melanomsphären generiert aus disseminierten Tumorzellen

Das maligne Melanom gehört aufgrund seines hohen Metastasierungspotentials und der limitierten Therapiemöglichkeiten zu einer der aggressivsten Tumorerkrankungen. Neue zielgerichtete Therapieansätze, wie z.B. Vemurafenib gegen mutierte BRAF Kinasen, zeigen zwar initial gute Resultate, die meisten Patienten entwickeln jedoch innerhalb weniger Monate therapieresistente Rezidive. Die molekulare Heterogenität von Tumorzellen, insbesondere zwischen Zellen des Primärtumors und von Metastasen bildet dabei die Basis für die Entwicklung von Resistenzen. Umso wichtiger ist die Analyse der molekularen Eigenschaften von disseminierten Tumorzellen, um neue Zielstrukturen für die Therapie zu identifizieren und die systemische Metastasierung zu behandeln. In dieser Master Thesis konnten Methoden zur Charakterisierung von Melanomsphären etabliert und angewendet werden. Hierzu gehören immunhistochemische und Immunfluoreszenz-basierte Färbemethoden, sowie die Durchführung von Sphärenvereinzelungen zur Analyse der Heterogenität von Melanomsphären. Weiterhin wurde eine Cancer Stem Cell Marker CD271 exprimierende Subpopulation in den untersuchten Zelllinien identifiziert, die für die Melanom Zelllinie MelHo im Xenograft-Modell ein mögliches Metastasierungspotential zeigte. Im Gegensatz dazu zeigten die in vitro Experimente, dass die CD271- Zellfraktion tendenziell mehr Melanomsphären als die CD271+ Zellfraktion bildet. Zusätzlich zur in beiden Zelllinien beobachteten CD271 Expression konnte eine Expression der Oberflächenmarker CD20, CD133 und ABCG2 in einem deutlich geringeren Prozentsatz der Zellen beobachtet werden. In Bezug auf den therapeutischen Aspekt wurde in dieser Arbeit ein zellbasierter in vitro Zytotoxizitäts-Assay basierend auf einer Viabilitäts-Messung nach Vemurafenib-Behandlung durchgeführt. Mithilfe der Berechnung des IC50 Wertes der BRAFV600E mutierten MelHo Zelllinie, sollen weiterführende in vivo Studien zur Analyse der zellulären Resistenzmechanismen in Melanomzellen erfolgen. Zusätzlich sollen weitere Arbeiten die zelluläre Antwort von Melanomsphären im Vergleich zu adhärenten Zellen zeigen, sodass eine Dosis-Wirkungs-Beziehung zwischen 3D und 2D Kultur verglichen werden kann. Die Ergebnisse dieser Arbeit dienen als Basis für weiterführende Experimente, welche auf Patientenmaterial-basierte Sphären optimiert werden sollen. Im Hinblick auf die Analyse der Disseminierung in Melanomen sollen die Experimente mit weiteren DCC-Zellen durchgeführt werden.