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The evaluation of PET-tracer accumulation in multicellular tumor spheroids
Lisa-Maria Litos
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Diplomstudium Pharmazie
Betreuer*in
Markus Mitterhauser
Mitbetreuer*in
Helmut Viernstein
DOI
10.25365/thesis.47844
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-28781.03080.721364-1
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Der Einsatz von multizellulären Tumor Sphäroiden in der Evaluierung von Chemotherapeutischen Strategien und Wirkstoffen wird zunehmend beliebter. Zusätzlich, würde der vermehrte Einsatz von Sphäroiden in der präklinischen Evaluierung von PET-Tracern zur Tumorerkennung eine gezieltere Selektion von wirksamen Substanzen ermöglichen und somit zu einer Reduktion von Tierversuchen beitragen.
Das Ziel dieser Arbeit war daher einerseits die Kultivierung von multizellulären Tumor Sphäroiden und deren anschließende Charakterisierung in Hinblick auf Wachstumsverhalten und Gradienten bedingter Ausbildung von hypoxischen sowie nekrotischen Regionen. Andererseits sollte die präklinische Anwendung multizellulärer Tumor Sphäroide in der PET-Tracer Entwicklung evaluiert werden. Hierfür wurde die Akkumulation von [18F]FDG, [18F]FMISO, [18F]FE@SUPPY sowie [18F]NaF in HT-29 und HCT-116 Sphäroiden im Vergleich zum 2D Zellkulturmodell bestimmt. Die Inkubation mit dem PET-Tracer erfolgte bei 37°C beziehungsweise 4°C, um eine eventuelle Temperaturabhängigkeit der Akkumulation feststellen zu können.
Die erhaltenen Resultate bezüglich Sphäroid Bildung und Wachstumsverhalten zeigten eine deutliche Abhängigkeit von der verwendeten Zelllinie, Zellkonzentration und Herstellungsmethode. Die Charakterisierung der erhaltenen Sphäroide bestätigte zudem den postulierten Zusammenhang zwischen Sphäroid-Größe und der Ausbildung nekrotischer Regionen. In Akkumulationsexperimenten konnte darüber hinaus durch Herunterregulation der Temperatur eine verminderte Akkumulation von Radiotracern, die an aktive Transportprozesse gebunden sind, festgestellt werden.
Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse eine hervorragende Anwendbarkeit von multizellulären Tumor Sphäroiden in der Tumor-Tracer Entwicklung.
Abstract
(Englisch)
The use of multicellular tumor spheroids gained popularity in the evaluation of chemotherapeutical strategies and the development of anti-cancer drugs. Moreover, an increased application of spheroids in the preclinical evaluation of PET-tracers, used for tumor imaging, would enable a targeted selection of malfunctioning substances, which consequently offers savings potential for animal experiments.
The aim of this work was, on one hand, the cultivation of multicellular tumor spheroids and consequently the characterization of the obtained cell aggregates, regarding growth behavior and the appearance of hypoxic as well as necrotic regions. On the other hand, the preclinical applicability of multicellular tumor spheroids in PET-tracer evaluation was established. Therefore, the accumulation of [18F]FDG, [18F]FMISO, [18F]FE@SUPPY as well as [18F]NaF in HT-29 and HCT-116 spheroids, in comparison to 2D cell monolayers, was determined. For determination of the temperature dependence of PET-tracer accumulation, the incubation was performed at 37°C and 4°C, respectively.
The results show that spheroid formation as well as their growth behavior depends on the selection of the cell line, cell concentration and production method. Further, with the characterization of the obtained spheroids the postulated relation between spheroid size and the appearance of necrotic regions was confirmed. Moreover, in accumulation experiments temperature down-regulation resulted in a decrease in radiotracer accumulation, if the used radiotracer was linked to mechanisms of active transport.
In conclusion, the obtained data show an outstanding applicability of multicellular tumor spheroids for the development of radiotracers for tumor imaging.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
multicellular tumor spheroid 3D cell culture PET-tracer accumulation hypoxia Hif2α A3 receptor
Schlagwörter
(Deutsch)
Multizelluläres Tumor Späroid 3D Zellkultur PET-tracer Akkumulation Hypoxie Hif2α A3 Rezeptor
Autor*innen
Lisa-Maria Litos
Haupttitel (Englisch)
The evaluation of PET-tracer accumulation in multicellular tumor spheroids
Paralleltitel (Deutsch)
Die Evaluierung der PET-Tracer Akkumulation in multizellulären Tumor Sphäroiden
Publikationsjahr
2017
Umfangsangabe
86 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Markus Mitterhauser
AC Nummer
AC14466248
Utheses ID
42274
Studienkennzahl
UA | 449 | | |