Einleitung Der Nanodetektor basiert auf einem 16 cm langen Edelstahldraht (Durchmesser 0,5 mm), welcher an einem Ende über einen 2,5 cm langen Bereich mit Gold und einem Hydrogel beschichtet wurde. Diese Oberfläche ermöglicht eine kovalente Bindung von Antikörpern, die gegen das humane Oberflächenantigen EpCAM (Epithelial Cell Adhesions Molecule) gerichtet sind. Die prospektive Pilotstudie wurde zur Überprüfung der Funktionalität des medizinischen Drahtes (FSMW) in vitro durchgeführt (Abb.1). Prospektive Pilotstudie zur Prüfung eines Antikörper- beschichteten Nanodetektors für die Isolierung von zirkulierenden Tumorzellen (CTC) aus dem Blut von Nierenzellkarzinom-Patienten Gerit Theil 1, M. Raschid Hoda 1, Kersten Fischer 1, Klaus Lücke 2, Paolo Fornara 1 1 Klinik und Poliklinik für Urologie und Nierentransplantationszentrum, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, 2 Gilupi Inc., Potsdam Abb. 1: Aufbau des Antikörper-beschichteten Nanodetektors a)b) c)d) e) Abb. 5: Färbung: Overlay von anti-pan-CK-FITC-, anti-CD45-APC-, Hoechst-Kernfärbung. Beispiel für CTC aus RCC-Patientenblut am FSMW. a) RCC-Patient 7, b) RCC-Patient 1 Methode Im ersten Teil der Studie wurde die EpCAM-Expression an Primärkulturen von Nierenzellkarzinomen (RCC) unterschiedlicher Tumorentität und unterschiedlichen Malignitätsgrades immunzytometrisch untersucht (Abb. 2 und 3). Die folgenden Spiking-Experimente dienten der Evaluierung des FSMW. Dazu wurden 15 mL EDTA-Blut von gesunden Probanden mit Primärkulturzellen von Nierenzellkarzinomen angereichert ( RCC- Zellen/mL) und der Nanodetektor im hämodynamischen Modell (Fließgeschwindigkeit 2,65 cm/s, 30 min) angewendet (Abb. 4, Tab. 1). Abschließend wurde Blut von 13 RCC-Patienten mit gesicherter Diagnose in unterschiedlichen Tumorstadien eingesetzt. Das Blut von 2 gesunden Probanden und eines Patienten mit benigner Nierenerkrankung diente als Kontrolle (Abb. 5, Tab. 2). Die Charakterisierung der isolierten RCC-Zellen bzw. der CTC erfolgte mit anti-pan-CK-FITC und die Kernlokalisation mit Hoechst EpCAM-positive Leukozyten wurden mit der CD45-APC- Kontrollfärbung identifiziert. Ergebnisse – EpCAM-Expression der Primärkulturen von Nierenzellkarzinomen - immunzytochemische Untersuchung Primärkulturzellen von RCC-n (n = Nummer der Zelllinie) Zellzahl/mL Blut Anzahl pan-CK positiver Zellen am FSMW RCC-45 (hellzellig pT3b) RCC-149 (sarkomatoid)6600 RCC-53 (hellzellig pT1a)30186 RCC-53 (hellzellig pT1a)1582 RCC-84 (hellzellig pT1b)122 RCC-63 (hellzellig pT1b)126 RCC-182 (hellzellig pT1b)122 Abb. 2: PFA-fixierte Primärkultur; immunzytochemischer Nachweis von EpCAM mit anti-EpCAM-FITC und Kernlokalisation durch Hoechst a) hellzellige RCC-45-Zellen (pT3b, G2), b) hellzellige RCC-28 (pT1a, G1) b) a) Tab. 2: Zusammenfassung- FSMW ex-vivo CTC-Isolierung Abb. 4: a) FSMW-gebundene, isolierte RCC-45-Zellen (hellzellig, pT3b, G2), Färbung mit pan CK-FITC und anti-CD45-APC und Kernlokalisation durch Hoechst b) FSMW-gebundene, isolierte RCC-45-Zellen (Rasterelektronenmikroskopie) Abb. 3: EpCAM-Expression der Primärkulturen von Nierenzellkarzinomen Ergebnisse – Spiking-Experimente (hämodynamischen Modell) a) b) Tab. 1: Zusammenfassung- Spiking-Experimente Ergebnisse – Ex-vivo-Isolierung von CTC aus Patientenblut (hämodynamisches Modell) HistologieTumorentitätCTCHistologieTumorentitätCTCHistologieCTC lokal begrenzte Nierentumoremetastasierte NierentumoreKontrollgruppe pT1aG1hellzellig2pT1aG1papillär0Benigne Erkr.1 pT1aG2hellzellig0pT1G2hellzellig5Gesund1 pT1aG3papillär10pT3aG3hellzellig2Gesund0 pT1bG1papillär5 hellzellig3 pT1bG2papillär0pT3aG2hellzellig3 pT3aG2hellzellig3 pT3bG2-3hellzellig7 pT3aG2chromophil8 a) b) Schlussfolgerung Die untersuchten Tumorentitäten weisen eine unterschiedlich starke EpCAM- Expression auf, die beim hellzelligen Nierenzellkarzinom tendenziell höher ist. Es konnte gezeigt werden, daß eine ex-vivo CTC-Isolierung beim RCC mit Hilfe des FSMW möglich ist. Weiterführende Untersuchungen an Tumorgewebeproben und Patientenblut sollen die erhoben Befund untermauern.