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Fragestellung: Primäre maligne Knochentumoren (PMKT) stellen aufgrund des meist jungen Patientenkollektives und der häufig indizierten radikalen chirurgischen Versorgung ein relevantes Gesundheitsproblem dar. Die aufgrund der Seltenheit dieser Tumorgruppe raren epidemiologischen Daten deuten auf eine Korrelation zwischen niedrigen 25(OH) Vitamin D3-Spiegeln und dem Auftreten von PMKT hin. Es konnte gezeigt werden, dass aktives 1,25(OH)2 Vitamin D3 (1,25D3) Proliferation, Apoptose und Zellmigration bei verschiedenen Tumoren beeinflusst und hierbei das Ausmaß der Vitamin D Rezeptor (VDR) Expression eine Rolle spielt. Wir untersuchten die Auswirkungen von 1,25D3 auf Tumorzelllinien des Osteosarkoms (MG-63, SaOS-2), Chondrosarkoms (SW-1353) und Ewing-Sarkoms (RD-ES) und analysierten die Proliferation und die Migration der Zellen.

Methodik: Alle Zelllinien wurden mittels PCR auf die Expression der wichtigsten Enzyme (1alphaOHase, 24OHase) und Rezeptoren des Vitamin D-Stoffwechsels (VDR, PDIA3) überprüft. Die Auswirkungen von 1,25D3 auf die Zellviabilität wurde analysiert. Die Migrationsaktivität wurde mittels Wound Healing Assay im Live Cell Imaging mit anschließender Auswertung durch Bildzytometrie charakterisiert.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: In MG-63 und SaOS-2 Zellen zeigte sich nach Zugabe von 1,25D3 eine verstärkte Expression des osteogenen Differenzierungsmarkers Osteocalcin sowie des 1,25D3-Abbauenzyms 24OHase. Bei SW-1353 und RD-ES Zellen konnte mittels PCR weder eine basale Expression der 24OHase nachgewiesen, noch konnte diese durch Zugabe von 1,25D3 induziert werden. Die Zellviabilität nahm in MG-63 nach Gabe von 1,25D3 in allen untersuchten Konzentrationen um mindestens 18% ab (p<0,01). Die Viabilität der Chondrosarkom-Zellinie SW-1353 verringerte sich um mind. 7%. Weder bei SaOS-2 noch bei RD-ES konnten diese Effekte nachgewiesen werden. Interessanterweise senkte die Gabe von 1,25D3 die Apoptoserate in beiden Osteosarkom-Zelllinien deutlich um 18-33% in sämtlichen verwendeten Konzentrationen (p<0,01). 1,25D3 kann je nach Zelllinie sowohl pro- als auch antiapoptotische Eigenschaften ausüben, ein derart starker Abfall bei Osteosarkom-Zellen bedarf weiterer Nachforschungen. Die Migrationsaktivität als potentieller Marker für Metastasierung verringerte sich nach Gabe von 1,25D3 in allen untersuchten Zelllinien.

Zusammenfassend wirkte 1,25D3 hemmend sowohl auf Viabilität, Apoptoserate und Migrationsneigung insbesondere in Osteosarkomzellen, während bei Ewing- und Chondrosarkomzellen neben unterschiedlichen direkten Effekten ein Mangel an 24OHase und somit ein möglicherweise insuffizienter Vitamin D-Abbau auffiel.Aufgrund der großen Bandbreite an Wirkungsweisen, mit denen 1,25(OH)2D primäre maligne Knochentumoren beeinflussen kann, ergibt sich die Notwendigkeit weiterer Forschung für die mögliche Nutzung der Beziehung zwischen PMKT, dem 25(OH) Vitamin D3 Spiegel und der VDR Expression für präventive, diagnostische und therapeutische Zwecke.