In-vitro-Kultivierung und individuelle Charakterisierung von menschlichen Zellen des Prostatakarzinoms

Zusammenfassung

Mit Material, das ausschließlich bei radikalen Prostatektomien gewonnen und parallel histopathologisch untersucht wurde, konnten Zellen individueller Prostatakarzinome kultiviert werden. Für die genaue Charakterisierung der in vitro wachsenden Zellen und deren Unterscheidung von normalen epithelialen Zellen der Prostata wurden die zelluläre Morphologie, der Proliferationsindex mittels des monoklonalen Antikörpers Ki-67, der EGF-R(epidermal growth factor receptor)-Status und die Intermediärfilament-Expression der Zellen im Laufe mehrerer Subkultivierungen untersucht. Es fanden sich Ki-67-Indizes zwischen 13 % und 65 % (Mittelwert 35,4 %). 80 % der Kulturen waren EGF-R-positiv, während die jeweils zusätzlich angelegten Lymphknotenkulturen EGF-R-negativ waren, mit Ausnahme einer LK-Metastase, die ebenfalls EGF-R-positiv war. Während der Proliferationsindex und der EGF-R-Status im Laufe der Passagierung konstant blieben, änderte sich die Morphologie von anfänglich typisch epithelialen Formen zu mehr länglich, fibroblastoid wachsenden Zellen. Auch konnte ein Verlust der Zytokeratin-Expression im Laufe der Passagierung beobachtet werden, während in den meisten Zellen in höheren Passagen Vimentin nachweisbar war. Insgesamt bilden die Primärkulturen von Prostatakarzinomzellen im Gegensatz zu dem sehr heterogenen Verhalten des Tumors in vivo eine ungleich homogenere Einheit. Die beobachteten Veränderungen im Laufe der Kultivierung scheinen auf einer Abhängigkeit der Zellen von der Extrazellulärmatrix zu beruhen. Die Verfügbarkeit einer großen Anzahl individueller, histopathologisch genau charakterisierter Kurzzeitkulturen bietet aber trotz dieser Abweichungen von der In-vivo-Situation eine hervorragende Möglichkeit zur Untersuchung diverser zellbiologischer Zusammenhänge, wie Proliferationskontrolle, Wirkungen spezifischer Pharmaka oder dynamischer Vorgänge in Abhängigkeit von Androgenen.

Abstract

In-vitro cultivation of human prostatic cancer cells was performed using bioptic material obtained by radical prostatectomy. Parallel probes were examined histopathologically. Morphology, proliferation index, EGF-receptor (EGFR) expression and intermediate filament (IF) staining were determined to describe the behavior of prostatic cancer cells in-vitro and to monitor the particular phenotype during subculturing. The cell-lines exhibited a proliferation index between 13 and 65 %(mean value 35.4 %) as determined by Ki-67 staining. In 80 % of the examined cell-lines, a positive EGFR expression was found. All corresponding cultures obtained from lymph node material were negative, except one lymph node metastasis, which showed the same EGFR expression as the prostatic cell-lines. These values, the Ki-67 index, as well as the EGFR staining pattern, remained constant during serial subcultivation. In contrast to these observations, a remarkable shift in cellular morphology from a clear epithelial shape to a more fibroblast-like feature at late subcultures was observed. The IF-pattern changed to a weak vimentin expression at late subcultures whereas, in p0 to p3 cytokeratins, 8, 18 and 11 were found. We conclude that shifts in gene expression are caused rather by changes of the extracellular environment than by clone-selection mechanisms during serial subculturing. Thus, with the permanent cell-lines, an excellent in-vitro system is available to investigate mechanisms involved in growth control or prostatic cancer cells, e.g. proliferation control, pharmacodynamics or androgen dependence.

Key words

Prostatic cancer - In vitro cultivation - Proliferation - EGF receptor - Intermediate Filaments - Immuncytochemistry