Einfluss von Antikoagulantien auf das Tumorwachstum extrahepatischer kolorektaler Metastasen

Abstract

Einfluss von Antikoagulantien auf das Wachstum extrahepatischer kolorektaler Metastasen Das kolorektale Karzinom zählt neben den Erkrankungen des Herz-Kreislaufsystems zu den häufigsten zum Tode führenden Erkrankungen der Bundesrepublik Deutschland. Im Jahr 2016 erkrankten 58.290 Menschen an einem kolorektalen Karzinom. Die Prognose hat sich in den letzten 20 Jahren deutlich verbessert. Dennoch sind ca. 20% der Betroffenen bereits zum Zeitpunkt der Diagnosestellung von synchronen Fernmetastasen betroffen. Hauptmetastasierungsort kolorektaler Karzinome ist die Leber. Da auch heute nur 15-20% der synchronen und metachronen Fernmetastasen in kurativer Absicht reseziert werden können, bedarf es zur Verbesserung des Outcomes von Patienten in einem metastasierten Stadium der Entwicklung neuer Therapiestrategien. Patienten mit kolorektalen Karzinomen weisen aufgrund eines tumorinduzierten hyperkoagulativen Stadiums ein erhöhtes Risiko für venöse Thrombembolien auf. Das vermehrte Auftreten von thrombembolischen Komplikationen bedingt eine erhöhte Mortalität und Morbidität der Patienten. Sind venöse Thrombembolien aufgetreten, werden die Patienten zunächst mit niedermolekularen Heparinen therapiert. Die bisherigen Ergebnisse der Literatur postulieren, dass die niedermolekularen Heparine und die Acetylsalicylsäure antitumoröse Eigenschaften aufweisen. Allerdings war der antitumoröse Effekt in den meisten der vorausgegangenen Studien nicht das primäre Ziel der Untersuchungen. Die vorliegende Arbeit untersucht die Auswirkung der niedermolekularen Heparine Enoxaparin-Natrium, Fondaparinux und Tinzaparin-Natrium sowie der Acetylsalicylsäure auf das Wachstum, die Tumorzellproliferation, die Angiogenese und die Apoptose GFP-transfizierter CT-26.WT Kolonkarzinomzellen im Rückenhautkammermodell der Maus. Der Kontrollgruppe wurde analog zur täglichen Medikamentenapplikation eine äquivalente Menge 0,9% Kochsalzlösung verabreicht. Die Tumore wurden an den Tagen 0, 5, 8, 11 und 14 intravitalmikroskopisch untersucht. Gemessen wurden der Tumorumfang sowie die Kapillardichte in der Tumorperipherie und im Tumorzentrum. Am Ende des Beobachtungszeitraumes wurden ergänzend immunhistochemische Gewebeuntersuchungen zur Evaluation der Tumorzellproliferation, der Kapillarisierung sowie der Apoptose durchgeführt. Für die niedermolekularen Heparine Fondaparinux, Tinzaparin-Natrium sowie für die Acetylsalicylsäure konnte eine teils signifikante Reduktion der Tumorkapillardichte nachgewiesen werden. Eine Therapie mit Tinzaparin-Natrium führte zudem zu einer Hemmung der Tumorzellproliferation. Durch eine tägliche Applikation von 85mg/kg Acetylsalicylsäure konnte im Vergleich zu einer Applikation von 18mg/kg Acetylsalicylsäure eine Steigerung der Apoptose erreicht werden. Trotz der beobachteten Hemmung der Zellproliferation, der Angiogenese und der Steigerung der Apoptose konnte für keine der Versuchsgruppen eine signifikante Hemmung des Tumorwachstums im Beobachtungsintervall von 14 Tagen erreicht werden. Klinisch können die niedermolekularen Heparine und auch die Acetylsalicylsäure bei Patienten mit kolorektalen Karzinomen großzügig indiziert werden. Ihre antiproliferativen und antiangiogenen Eigenschaften bieten Ansatzpunkte für die Entwicklung alternativer Therapiestrategien.

Influence of anticoagulants on growth of extrahepatic colorectal metastases Colorectal carcinoma is one of the most common death-related diseases in Germany. In 2016, 58.290 people developed a colorectal carcinoma. Over the last 20 years, the prognosis has improved significantly. However, approximately 20% of the patients show already synchronous distant metastases at the time of diagnosis. The liver is the main metastatic site of colorectal carcinoma. Today, only 15-20% of the patients which have developed synchronous or metachronous metastases are feasible for curative surgical resection. So it is necessary to improve the outcome of patients with advanced metastatic colorectal cancer by developing new therapy strategies. Due to a tumor-induced hypercoagulative state, patients with colorectal carcinoma offer a high risk of venous thromboembolism. Thromboembolic complications increase morbidity and mortality. If venous thromboembolism has occurred, patients are treated with low molecular weight heparins. Previous studies postulate that the low molecular weight heparins and also acetylsalicylic acid have antitumorous properties, partly independent of their anticoagulant effects. Admittedly, the antitumorous properties are not the main target in the most of these previous studies. The anti-cancer mechanism remains unclear. The present study investigates the effects of the low molecular weight heparins enoxaparin sodium, fondaparinux and tinzaparin sodium as well as acetylsalicylic acid on tumor growth, tumor cell proliferation, angiogenesis and apoptosis of GFP-transfected CT- 26.WT colorectal cancer cells in a dorsal skinfold chamber model in balb-c mice. The control group was treated with an equivalent amount of saline solution. The tumors were examined by repeated intravital microscopy on day 0, 5, 8, 11 and 14. The tumor circumference and the capillary density in the tumor periphery and in the tumor center were measured. At the end of the observation period, we also performed immunohistochemical analyses to evaluate tumor cell proliferation, angiogenesis and apoptosis. For the low molecular weight heparins fondaparinux, tinzaparin sodium as well as for the acetylsalicylic acid, we detected a significant reduction of the capillary density. Therapy with tinzaparin sodium also decreased tumor cell proliferation. Application of 85mg/kg acetylsalicylic acid significantly increased apoptosis compared with a daily application of 18 mg/kg acetylsalicylic acid. Despite the observed inhibition of cell proliferation and angiogenesis and the increase of apoptosis, we did not observe a significant inhibition of tumor growth during the observation period of 14 days for any of the experimental groups. In clinical practice, low molecular weight heparins and also acetylsalicylic acid can be generously indicated in patients with colorectal carcinoma. Their antiproliferative and antiangiogenic properties may further assist in the development of alternative therapeutic antitumor strategies.