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Chemie | Biochemie | Medizin
Lamia Abouri, 2001 | Nebikon, LU
Bei einem malignen Pleuramesotheliom (Brustfellkrebs) ist die Erkrankung zum Zeitpunkt der Diagnose meist weit fortgeschritten. Daher ist die Chance auf eine Heilung relativ schlecht und neue, effizientere Therapiemöglichkeiten gefragt. Vorherige Studien über eine zeitplanabhängige kombinierte Chemotherapie mit Pemetrexed und Cisplatin zeigten eine bessere Überlebenszeit als die gleichzeitige Einsetzung der beiden Zytostatika, welche die momentane Anwendungsart ausmacht. In meiner Maturaarbeit wurde untersucht, ob die Wirksamkeit von Cisplatin bei einer Kombinationschemotherapie mit Pemetrexed zeitplanabhängig ist. Dabei wurden Mesothelzellen aus der Zelllinie ACC-Meso-1 mit drei verschiedenen Methoden behandelt: gleichzeitiges Einsetzen von Pemetrexed und Cisplatin, 24-Stunden-Vorbehandlung mit Pemetrexed und eine 48-Stunden-Vorbehandlung mit Pemetrexed. Als Vergleich wurden auch unbehandelte Krebszellen ins Experiment eingebaut. Ausserdem wurden am Schluss seneszente Zellen bestimmt, um zu zeigen bei welcher Anwendungsmethode die meisten Zellen nicht mehr proliferationsfähig sind.
Fragestellung
Eine Vorbehandlung mit Pemetrexed erhöht die langfristige Wirksamkeit von Cisplatin gegen maligne Mesotheliome der Pleura signifikant und führt zu einer höheren Seneszenzinduktion, weil es zu einer Akkumulation von zusätzlichen DNA-Schäden kommt.
Methodik
Drei Behandlungsmethoden wurden verglichen: Eine 24-Stunden-Vorbehandlung mit Pemetrexed und eine 48-Stunden-Vorbehandlung mit Pemetrexed vor der Cisplatin-Behandlung, sowie eine Behandlungsmethode mit gleichzeitigem Einsetzen von Pemetrexed und Cisplatin, welches dem derzeitigen Standard-Chemotherapie-Schema des malignen Pleuramesothelioms entspricht. Dabei wurde die Zellzahl und die Seneszenzinduktion untersucht. Bei der in vitro Behandlung wurden Mesothelzellen der Zelllinie Acc-Meso 1 verwendet.
Ergebnisse
Bei der kurzfristigen Zytostatika-Reaktion (Tag 1-10) ist die Zellzahl bei der gleichzeitigen Einsetzung der Zytostatika am niedrigsten. Während der langfristigen Zytostatika-Reaktion (Tag10-24) steigt die Zellzahl bei der gleichzeitigen Behandlung und nimmt bei der 48h-Vorbehandlung ab. Die 24h-Vorbehandlung nimmt die Zellzahl bei der langfristigen Zytostatika-Reaktion auch zu. Am Ende (24. Tag) nähert sich die Zellzahl bei der gleichzeitigen Behnadlung und 24h-Vorbehandlung der Zellzahl der unbehandelten Zellen. Senesztente Zellen wurden bei allen nachgewiesen. Die meisten seneszenten Zellen werden jedoch bei der 48h-Vorbehandlung beobachtet.
Diskussion
Die Resultate zeigen, dass je länger die Vorbehandlung mit Pemetrexed dauert, desto grösser die Empfindlichkeit der Krebszellen gegenüber Cisplatin ist. Pemetrexed hemmt die Synthese von Purin- und Pyrimidin-Nukleotiden. Dadurch stört es die Proliferation und das Überleben von sich replizierenden Krebszellen und führt bei verlängerter Behandlung zu replikativem Stress. Die durch Cisplatin induzierten Strangbrüche können nicht repariert werden, da nicht genügend Bausteine (Nukleotide) vorhanden sind. Es kommt zu persistenten DNA-Schäden, die zu grösserer Zellseneszenz führen. Folglich erwies sich die 48-Stunden-Vorbehandlung als am effizientesten, da die Wirksamkeit von Cisplatin gesteigert werden konnte. Dementsprechend konnten auch die meisten seneszenten Zellen in der Gruppe der 48-Stunden-vorbehandelten Zellen beobachtet werden.
Schlussfolgerungen
Die Effizienz der in vitro Kombinationschemotherapie aus Cisplatin und Pemetrexed zeitplanabhängig ist. Durch die Vorbehandlung mit Pemetrexed konnte die Empfindlichkeit der Krebszel-len gegenüber Cisplatin gesteigert werden und persistierende DNA-Schäden verursacht werden, die zur verstärkten Seneszenz führen, die eine ausschlaggebende Rolle bei der Krebsbekämpfung spielt.
Würdigung durch den Experten
Prof. Beat Suter
Das maligne Mesotheliom wird meist durch Asbest verursacht und erst nach Jahrzehnten bemerkt. Die jetzige Chemotherapie mit Pemetrexed und Cisplatin kann das Leben eines Patienten lediglich etwas verlängern. Lamia Abouri hat mit Hilfe von Mesothel-Krebszellen untersucht, ob der gestaffelte Einsatz der beiden Substanzen das Überleben der Krebszellen unterschiedlich beeinflusst. Sie fand heraus, dass eine 2-tägige Vorbehandlung mit Pemetrexed gefolgt von einer 1-tägigen Behandlung mit beiden Substanzen die Vermehrung der Krebszellen nachhaltiger unterdrückt als eine frühere Doppelbehandlung.
Prädikat:
sehr gut
Sonderpreis AO Foundation
Kantonsschule Sursee
Lehrer: David Stadler