Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Evaluierung von alginatverkapselten Endostatin sezernierenden Stammzellen zur Behandlung des Glioblastoms

Bartsch, Ivonne

Despite aggressive therapy consisting of surgery, post-operative radiation and chemotherapy, the prognosis for glioblastoma patients is extremely poor with a median survival of 12-14 months. During this time, diffuse-infiltration allows the tumour to recur, thereby necessitating repeated excision. In this present study, an ex-vivo-gene therapy of glioblastoma multiforme using alginate encapsulated human mesenchymal stem cells which release endostatin was developed and evaluated. This therapeutic protein is a potent angiogenesis inhibitor, a factor indispensable in tumour growth. It is intended to place the microcapsules post surgically in the resection area in order to inhibit the renewed recruitment of blood vessels. The advantages of the intracraniell implantation are to bypass the blood-brain-barrier and to achieve high concentrations of endostatin. Alginate, which is used for encapsulation, is proven to be non-immunogenic. It can therefore remain without problem in the brain tissue. Important advantages of endostatin are the lack of drug resistance and the very low mutation rate of endothelial cells. This is because they are homogenous and genetically stable. In contrast, tumour cells, as a result of constant changes in their genome, present a rapidely moving target while treating them with chemotherapeutic agents.   In order to examine the efficiency of the angiogenesis inhibitor, syngene glioma cells and endostatin secreting CellBeads® were implanted intracranially in immunocompetent BDIX-rats. The control group received only glioma cells. The results showed that endostatin greatly reduced tumour growth and the median survival time was prolonged by almost 100 %. Further studies need to establish, how long the CellBeads® remain intact thereby retaining their ability to encapsulate endostatin producing cells.

Trotz aggressiver Therapieversuche - bestehend aus OP, Bestrahlungen und Chemotherapie - ist die Prognose für Patienten mit Glioblastom infaust. Die mittlere Überlebenszeit beträgt lediglich 12-14 Monate. Innerhalb dieses Zeitraums kehrt der Tumor aufgrund seiner diffus-infiltrativen Art des Wachstums immer wieder und muss unter Umständen mehrere Male chirurgisch entfernt werden. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung und Etablierung einer ex-vivo-Gentherapie von Glioblastomen mittels alginatverkapselter humaner mesenchymaler Stammzellen, welche Endostatin sezernieren. Bei diesem therapeutischen Protein handelt es sich um einen potenten Hemmer der Angiogenese. Die geplante Anwendung in der Humanmedizin sieht vor, die Mikrokapseln nach der operativen Entfernung des Neoplasmas in die Resektionshöhle zu legen, um so der Neubildung von Blutgefäßen und damit Rezidivtumoren entgegenzuwirken. Vorteile der intrakraniellen Implantation sind die Umgehung der Blut-Hirn-Schranke sowie die Erzielung hoher Wirkstoffkonzentra-tionen am Zielort. Das zur Verkapselung verwendete Alginat ist nachweislich nicht immunogen und kann problemlos im Gehirn verbleiben. Ein weiterer großer Vorteil der Anwendung von Endostatin ist die fehlende Induktion einer Resistenz sowie die sehr geringe Mutationsrate der Endothelzellen aufgrund der ihnen eigenen Homogenität und genetischen Stabilität. Tumorzellen hingegen sind keine fixen Ziele bei der Behandlung mit Chemotherapeutika. Ihr Genom unterliegt ständigen Veränderungen.   Zur Untersuchung der Wirksamkeit des Angiogenesehemmers wurden immunkompetenten BDIX-Ratten syngene Gliomzellen sowie Endostatin sezernierende CellBeads®intrakraniell implantiert. Eine zweite Gruppe erhielt lediglich Gliomzellen. Festzustellen war eine starke Hemmung des Tumorwachstums sowie eine Verlängerung der Überlebenszeit um fast 100 %. In weiteren Versuchen bleibt zu klären, über welchen Zeitraum die CellBeads® intakt bleiben und so ihrer Aufgabe der Verkapselung von Endostatin sezernierenden Zellen nachkommen können.

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Bartsch, Ivonne: Evaluierung von alginatverkapselten Endostatin sezernierenden Stammzellen zur Behandlung des Glioblastoms. Hannover 2005. Tierärztliche Hochschule.

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