Knochenschnellschnitte

Intraoperative Diagnostik der Knocheninfiltration bei Plattenepithelkarzinomen

Unsere onkologische Forschungsarbeit ist auf einen direkten klinischen Nutzen ausgerichtet. Neben der chirurgischen Therapie unserer Patienten befassen wir uns mit der Etablierung einer innovativen onkologischen Diagnostik. Es ist unser Bestreben, die Defektregionen, die im Rahmen der Tumorentfernung entstehen, in derselben Operation optimal mit körpereigenem Gewebe zu ersetzen. Eine Voraussetzung für die sofortige Rekonstruktion mit körpereigenen Transplantaten ist die Tumorfreiheit der Defektregion. Im Weichgewebe kann Tumorfreiheit mit intraoperativer Schnellschnittdiagnostik sicher festgestellt werden.
Um Tumorfreiheit im Knochengewebe zu sichern, muss dieses entkalkt werden, bevor es diagnostisch untersucht werden kann. Die Entkalkung kann mehrere Tage in Anspruch nehmen, so dass beim jetzigen Stand eine definitive Aussage über die Tumorfreiheit im Knochengewebe während der Operation nicht möglich ist.

Um eine sichere Grundlage für die angestrebte und umfangreiche knöcherne Rekonstruktion zu schaffen, ist es von höchstem Interesse bereits intraoperativ Kenntnis über die Knochenränder nach Tumorresektion zu erlangen. Unser Ziel ist es daher, bereits während des Eingriffs die notwendigen Informationen darüber zu erhalten, ob die Knochenränder noch Tumorzellen aufweisen oder ob im Knochen Tumorfreiheit gewährleistet ist. Bei Tumorfreiheit kann die sofortige knöcherne Rekonstruktion in Angriff genommen werden.
Für die Etablierung einer potentiellen Diagnostik invasiv wachsender Karzinome im Knochen möchten wir eine hohe Sensitivität erzielen. Um einen geeigneten Biomarker zu finden, mit dem invasive Tumorzellen im Knochen markiert werden können, untersuchen wir Gewebeproben von Tumoren mit immunhistologischen Methoden.
Die Untersuchung der Gewebeproben geschieht in Zusammenarbeit mit dem Pathologischen Institut der Technischen Universität München.

Theoretische Vorarbeiten:

Im Rahmen der Embryonalentwicklung können Epithelzellen ihren epithelialen Charakter ablegen indem sie Adhäsionsmoleküle wie E-Cadherin herunterregulieren und somit ihre Zellkontakte auflösen. Diese und weitere Veränderungen ermöglichen den Zellen zu migrieren und die Basalmembran zu überschreiten. In der Tumorbiologie werden diese Eigenschaften bei der Metastasierung von Krebszellen beschrieben. Der Verlust von epithelialen und der Zugewinn von mesenchymalen Eigenschaften mit einer erhöhten Migrationsfähigkeit der Zellen wird als Epitheliale Mesenchymale Transition (EMT) bezeichnet.
Die EMT ist mit der Expression spezifischer Markergene verbunden. Eines dieser Markergene kodiert für ein Oberflächenprotein (Integrin) das für die Interaktion von infiltrativ wachsenden Zellen mit dem Stroma und der Vermittlung von Zellsignalen verantwortlich ist. Dieses Oberflächenprotein ist als Dimer avß6 Integrin beschrieben.

Bei der Invasion von epithelialen Tumoren in mesenchymales Knochengewebe könnte dieses Protein in Tumorzellen der Invasionsfront exprimiert sein und als diagnostischer Marker dienen, um Tumorinfiltration im Knochengewebe nachzuweisen.
Im Rahmen unserer Forschungsarbeit konnten wir diese Hypothese bestätigen und avß6 Integrin als potentiellen immunologischen Marker für das invasive Plattenepithelkarzinom im Knochengewebe nachweisen (Abbildung 1).

Auf diesen Vorarbeiten basierend, soll eine potentielle Tumordiagnostik an Knochenproben unserer Patienten erarbeitet und sowohl histologisch als auch immunologisch auf infiltrierende Tumorzellen untersucht werden. (Abbildung 3)

Kooperationen

• Pathologisches Institut der Technischen Universität München
• Biogen Idec, Inc., Cambridge, Massachusetts, USA