title: The effect of volatile tobacco smoke on the carcinogenesis of pancreatic adenocarcinoma in the P48+/Cre; LSL-KRASG12D-mousemodel
title: Der Effekt von volatilem Tabakrauch auf die Karzinogenese des Adenokarzinoms des Pankreas im P48+/Cre; LSL-KRASG12D-Mausmodell
Creators: name: Pohlkamp, Ruth
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2015
Subjects: DNS-Schädigung
Medizin, Gesundheit
K-ras-Mausmodell
Tabakrauch
Pankreaskarzinom
Bauchspeicheldrüsenkrebs
Angiogenese
Proliferation
Carcinogenese
Karzinogenese
K-ras

description: Epidemiologische Studien belegen,
      dass regelmäßiger Tabakkonsum ein Hauptrisikofaktor des
      Adenokarzinoms im Pankreas ist. Es gibt jedoch nur
      vereinzelte in vivo Studien, welche die Tumorentstehung unter
      diesem Risikofaktor abbilden. Daher war das Ziel dieser
      Arbeit die Karzinogenese unter Tabakrauchexposition in einem
      realitätsnahen in vivo Mausmodell zu untersuchen. Dazu wurden
      sowohl Wildtyp-K-ras- (WT-) als auch P48+/Cre; LSL-KRASG12D-
      (K/C-) Mäuse in einer speziellen Expositionskammer 3 bzw. 6
      Monate gegenüber volatilem Tabakrauch exponiert. In der
      Gruppe der WT-Tiere zeigte die Exposition keine Auswirkung
      auf die Histologie im Sinne einer Tumorinduktion. In allen
      K/C-Tieren war die Karzinogenese bereits durch die Mutation
      des ras-Gens induziert: es zeigten sich die Vorläuferläsionen
      PanIN und ADM. Es wurde die Ausprägung der Vorläuferläsionen
      und anderer Pathologika in den K/C-Tieren beurteilt. Hierbei
      zeigte sich bei manueller Quantifizierung kein signifikanter
      Unterschied zwischen der Gruppe der exponierten und nicht
      exponierten Mäuse. Eine in Kooperation durchgeführte
      computergestützte Quantifizierung der histologischen
      Vorläuferläsionen wies eine signifikant höhere Zahl
      PanIN-1a-Läsionen in den Pankreata der Raucher nach.
      Weiterhin wurde untersucht, ob sich die Effekte von
      Tabakrauch wie DNA-Schaden, Proliferation und Angiogenese
      nach einer volatilen Exposition immunhistologisch über
      Markerproteine nachweisen lassen. In einem Vorversuch konnte
      gezeigt werden, dass es nach Exposition mit einem speziell
      angefertigten Rauchmedium in humanen duktalen
      Pankreasepithelzellen (HPDE) zu einer vermehrten Expression
      von Markern der DNA-Schädigung (γ-H2AX und p-ATR) kommt. In
      der immunhistolgischen Auswertung (p-ATM) der volatil
      berauchten Mäuse konnte dies jedoch nicht festgestellt
      werden. In der Expositions- und Kontrollgruppe zeigte sich
      außerdem kein Unterschied der Proliferationsraten (Ki-67) und
      der Angiogenese (CD31). In der in Kooperation durchgeführten
      computergestützten Auswertung wurde eine vermehrte Bildung
      von Vorläuferläsionen nach volatiler Exposition und somit ein
      Voranschreiten der Karzinogenese gezeigt. Um zu untersuchen,
      ob es letztlich unter volatiler Tabakrauchexposition im
      K-ras-Mausmodell zu vermehrten Karzinomen kommt, sollte eine
      erneute Versuchsreihe angeschlossen werden, in der die
      Abstract 87 Versuchstiere erst in höherem Alter untersucht
      werden. Die Auswertung sollte auch hier computergestützt
      erfolgen.
description: Epidemiological studies show that
      regular consumption of tobacco is a major risk factor of
      pancreatic adenocarcinoma. However, there are only a few in
      vivo studies that investigate tumor development under the
      influence of this risk factor. Therefore, the aim of this
      study was to investigate carcinogenesis following exposure to
      tobacco smoke in a realistic in vivo mouse model. For this
      purpose, wild-type K-ras (WT) and P48+/cre; LSL-KRASG12D
      (K/C) mice were exposed to volatile tobacco smoke in a
      special experimental chamber for 3 or 6 months. In the WT
      group no histological effect on tumor induction was found. In
      all K/C mice carcinogenesis was induced by the mutation of
      ras before exposure to smoke: they showed development of the
      precursor lesions PanIN and ADM. In cooperation with an
      expert pathologist the expression of precursor lesions and
      other pathologies in the K/C mice were assessed. No
      significant differences between the groups of exposed and
      unexposed mice were seen after manual quanitification. A
      computer-assisted evaluation of the histology, however, found
      a singificantly higher number of PanIN-1a lesions in the
      pancreata of smokers. Furthermore, the effects of tobacco
      smoke such as DNA damage, cell proliferation, and
      angiogenesis were investigated immunohistochemically by
      marker proteins after volatile exposure. In vitro, an
      increased expression of the DNA-damage cascade (γ-H2AX and
      p-ATR) after exposure to a specially designed “smoke-exposed
      medium“ was detected in HPDE cells. However, in the
      immunohistochemical analysis of the smoke-exposed mice no
      significantly increased DNA damage (p-ATM) was detected.
      Furthermore, the exposure and control groups showed no
      difference in cell proliferation rate (Ki-67) and in
      angiogenesis (CD31). After automated quantification, an
      increased formation of precursor lesions and thus a
      progression of carcinogenesis after volatile smoke exposure
      was detected. To investigate whether volatile tobacco smoke
      exposure ultimately results in increased cancer in the K-ras
      mouse, a new series of experiments should be carried out in
      which the test animals are analyzed at a mature age.