Titelaufnahme

Titel
Induktion einer lokalen Hypoxie in der Mundschleimhaut durch fraktionierte Bestrahlung, Modulation durch Dermatansulfat: Analyse von GLUT1/Pimonidazol
Weitere Titel
Induction of Local Hypoxia in Oral Mucosa by Fractionated Irradiation, Modulation by Dermatan Sulphate: Analysis of GLUT1/Pimonidazole
VerfasserGernedl, Victoria
Erschienen2015
Datum der AbgabeJuli 2015
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)strahleninduzierte orale Mukositis / Hypoxie / Dermatansulfat / Glukose-Transporter 1 (GLUT1) / Pimonidazol / Strahlentherapie / fraktionierte Bestrahlung / Kopf-Hals Tumoren / Normalgewebe / murine Mundschleimhaut
Schlagwörter (EN)radiation-induced oral mucositis / hypoxia / dermatan sulphate / Glucose Transporter 1 (GLUT1) / Pimonidazole / radiotherapy / fractionated irradiation / head-and-neck cancer / normal tissue / murine oral mucosa
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Krebserkrankungen sind weltweit eine der häufigsten Todesursachen. Die Strahlentherapie ist eine effektive Methode zur Behandlung maligner Erkrankungen, auch im Kopf-Hals Bereich. Trotz optimaler Dosisverteilung und -applikation kann eine teils signifikante Dosisbelastung der Normalgewebe nicht vermieden werden. Die häufigste frühe Nebenwirkung bei Kopf-Hals Bestrahlungen stellt die strahleninduzierte orale Mukositis dar, gekennzeichnet durch ulzerative Läsionen der Mundschleimhaut. Während therapeutischer Bestrahlung kommt es zu einer lokalen Veränderung des Blutflusses. Dies kann zu einer Sauerstoffunterversorung (Hypoxie) des bestrahlten Gewebes führen. Dermatansulfat zeigte in präklinischen, funktionellen Studien eine signifikante Mukositis-reduzierende Wirkung. Diese beruht möglicherweise auf einer Reduktion der strahleninduzierten lokalen Hypoxie, bedingt durch die anti-koagulative Wirkung von Dermatansulfat. Zur Ermittlung der Hypoxie wurde in der vorliegenden Arbeit sowohl ein intrinsischer Marker – Glukose-Transporter 1 (GLUT1) - als auch ein extrinsischer Marker - Pimonidazol (PIMO) - verwendet. Während der ersten Bestrahlungswoche verlief der Anteil GLUT1 membran-positiver Zellen innerhalb des Kontrollbereichs. Die Werte stiegen ab der zweiten Woche drastisch an und erreichten zum Ende des Beobachtungszeitraums 400 % des Ausgangswertes. Eine zusätzliche Dermatansulfat-Behandlung reduzierte gegenüber alleiniger Bestrahlung sowohl die relative Anzahl GLUT1-positiver Zellen als auch die GLUT1 Färbeintensität ab Tag 10 deutlich. Die PIMO-Färbung korrelierte dagegen nicht mit den Ergebnissen der GLUT1-Färbung; sie eignet sich deshalb möglicherwiese nicht zur Untersuchung strahlen-induzierter Hypoxie in der murinen Mundschleimhaut. Die mit GLUT1 ermittelte Wirkung von Dermatansulfat könnte zu dessen zu mukoprotektiver Aktivität beitragen. Die zugrunde liegenden Mechanismen sind nicht bekannt und bedürfen weiterer Untersuchungen.

Zusammenfassung (Englisch)

Cancer is one of most frequent causes of death worldwide. Radiotherapy is an effective method for the treatment of malignant diseases, including cancers of the head-and-neck area. Despite optimal dose distribution and application are normal tissues unavoidably exposed to partially significant doses. The most frequent early side effect in head-and-neck radiotherapy is radiation-induced oral mucositis, characterized by ulcerative lesions of the oral mucosa. Therapeutic irradiation results in local changes of perfusion. This could lead to an impairment of local oxygen supply (hypoxia). Dermatan sulphate showed significant mucositis reducing effects in functional preclinical studies. These might be based on an amelioration of radiation-induced local hypoxia by the anticoagulative activity of dermatan sulphate. In the present study, hypoxia was determined by an intrinsic marker – Glucose Transporter 1 (GLUT1) - and an extrinsic marker - Pimonidazole (PIMO) - respectively. During the first week of irradiation the relative number of GLUT1 membrane-positive cells remained within the control range. Values increased drastically in the second week to 400 % of the control value at the end of the observation period. From day 10, dermatan sulphate substantially reduced the relative number of GLUT1 positive cells as well as the GLUT1 staining intensity. PIMO staining did not correlate with the results of GLUT1 staining; PIMO hence might not be suitable to investigate radiation-induced hypoxia in murine oral mucosa. The by GLUT1 detected effect of dermatan sulphate could potentially contribute to the mucoprotective activity of dermatan sulphate. The underlying mechanisms, however, are unknown and require further investigations.