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1  Einleitung

1.1 Angioneogenese

Bereits im Jahr 1972 berichtete die Arbeitsgruppe um den Bostoner Kinderchirurgen Judah Folkman über die Tatsache, daß die Neovaskularisation von Tumoren eine essentielle Voraussetzung für deren Wachstum und Metastasierung darstellt {1}. Es gilt als gesichert, daß Karzinomzellverbände nur bis zu einer Größe von ca. 2-3 mm3 durch Diffusion ernährt werden können. Zu einem weiteren Wachstum und zur hämatogenen sowie lymphogenen Metastasierung benötigen die Tumorzellen Anschluß an das Wirtsgefäßsystem. Dieses Phänomen wird als Tumorneoangiogenese bezeichnet und konnte in verschiedenen experimentellen Modellen eindeutig nachgewiesen werden. Das bekannteste Modell ist das durch Folkman et al. etablierte Kaninchenkornea-Modell {1,2}. Hierbei ist nach der Implantation von Tumorzellen in die avaskuläre Kornea des Kaninchens zunächst ein Wachstum der Zellen bis zu einer Größe von ca 3 mm3 zu beobachten. Danach tritt ein Wachstumsstillstand ein. Erst nach dem Einsprossen von Gefäßen aus der Peripherie der Kornea erfolgt eine weitere Größenzunahme des Tumors. Weitere Modelle zur Angioneogeneseuntersuchung stellen das Hühnerei-Chorionallantois-Modell sowie die Boydenkammer dar, auf die jedoch hier nicht weiter eingegangen werden soll . In der Weiterentwicklung des Kaninchenkornea-Modells konnten Brem sowie Holmgren und Mitarbeiter in Untersuchungen zeigen, daß ohne adäquate Gefäßversorgung eine Nekrose der Tumorzellen eintritt oder die Zellen in die Apoptose übergehen {3,4}.

Die Neoangiogenese beginnt zunächst mit der Aktivierung von bereits vorhandenen Endothelzellen durch Zellmitogene, die häufig auch als Zytokine bezeichnet werden. Durch verschiedene Arbeitsgruppen wurden in den letzten Jahren mehrere dieser


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Substanzen identifiziert, unter anderem VEGF (Vasculo endothelialer growth factor) TGF α (Transforming growth factor α ), PDGF (Platelet derived growth factor) oder b FGF (Basic fibroblast growth factor) {5,6,7}. Die zytokininduzierte Initiierung der Angiogenese wird über die Tyrosinkinase-Rezeptor-Familie vermittelt. Dies führt zu einer Erhöhung der Permeabilität der Kapillaren und damit zum Austreten von Plasmaproteinen. Die Endothelzellen beginnen sich unter der Einwirkung von sezernierten Zellmitogenen zu teilen und proteolytische Enzyme, sogenannte Matrixmetalloproteasen (MMP) zu produzieren. Nach Degradation der Basalmembran der Gefäße reagieren die Endothelzellen mit Proliferation und Migration und letztendlich der Ausbildung primitiver tubulärer Strukturen die sich in weiteren Schritten zu Kapillaren umformen. Schließlich kommt es zur Ausbildung neuer, mit dem Tumor in Kontakt stehender Gefäße. Ein entscheidender Schritt in der Neoangigoenese ist die Aktivierung der Endothelzellen durch Mitogene. Physiologischerweise befinden sich die Endothelzellen in einem unter Umständen jahrelang währenden Ruhezustand, der erst durch die Aktivierung durch Zellmitogene aufgehoben wird. Die wichtigsten Mitogene scheinen der vascular endothelial growth factor (VEGF) {5,6,7} und der basic fibroblast growth factor (bFGF) {8,9,10} zu sein. Mittlerweile sind vier transmembranöse Rezeptortypen auf Endothelzellen für VEGF (1-4) sowie für bFGF (1-4) identifiziert worden, die alle der Tyrosinkinase-Rezeptorfamilie zugeordnet werden können und über die eine Signaltransduktionskaskade im Inneren der Endothelzellen gesteuert werden kann {11,12,13,14,15}. Darüberhinaus sind seither noch mehr als 15 Mitogene oder Substanzen bekannt geworden, die die Proliferationseigenschaften und Funktionen der Endothelzellen beeinflussen können (Tabelle 1).


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Tabelle 1: Mediatoren der Angiogenese

Mediatoren der Angiogenese

Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) A-D

Basic Fibroblast Growth Factor (bFGF)

Acidic Fibroblast Growth Factor (aFGF)

Angiogenin

Platelet-Derived Endothelial Cell Growth Factor (PD-ECGF)

Epidermal Growth Factor (EGF)

Scatter Factor (SF)

Placental Growth Factor (PIGF)

Interleukin-8 (IL-8)

Tumor-Necrosis-Factor- α (TNF-α)

Angiopoetin 1 und 2

Transforming Growth Factor-α (TGF- α)

Transforming Growth Factor-α (TGF- β )

Die Produktion der Mitogene erfolgt häufig konstitutiv durch die Tumorzellen selber, kann aber auch durch Veränderung der physiologischen Bedingungen (Hypoxie, Wundheilung, Diabetes mellitus) bedingt sein {16}. Aber auch die Ausschüttung von Zytokinen durch inflammatorische Zellen, die durch das Tumorwachstum aktiviert werden, spielt eine Rolle. Hier sind insbesondere das TNF-alpha sowie das Interleukin IL-1 beta zu nennen, die u.a. auch die VEGF Produktion fördern {13,14,16}.


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1.2  Prognostische Bedeutung der Angioneogenese bei Karzinomen

Seit die Arbeitsgruppe um Noel Weidner et al. 1991 erstmals über den Angioneogenesegrad als einen unabhängigen prognostischen Faktor beim invasiven Mammakarzinom berichtete, haben mehrere Arbeitsgruppen an verschiedenen Karzinomen in den letzten Jahren eine erhöhte Angiogeneseaktivität im Vergleich zu normalem Gewebe bewiesen {17}.

Saclarides et al. fanden eine Korrelation zwischen Gefäßdichte und Tumorstadium beim kolorektalen Karzinom ebenso wie Macchianini et al. beim nicht kleinzelligen Bronchialkarzinom {18,19}. Gleiches gilt für mehrere zerebrale Karzinome im Kindesalter, Blasenkarzinome, Melanome sowie invasiv wachsende Prostatakarzinome {20,21}. In eigenen Untersuchungen konnte bei 70 Patienten mit Plattenepithel- und Adenokarzinomen des Ösophagus eine Korrelation fortgeschrittener Tumorstadien mit einem erhöhten Angiogenesescore, sowie einer erhöhten VEGF Produktion immunhistochemisch in den Tumorpräparaten nachgewiesen werden {22}.

Die Neoangiogenese, die auch bei physiologischen Prozessen wie der Wundheilung, Schwangerschaft, altersbedingter Makuladegeneration und dem Menstruationszyklus eine wichtige Rolle spielt, unterliegt strengen körpereigenen Regulationsmechanismen {8,10,11,16}. Neben den in Tabelle 1 erwähnten Stimulatoren der Neoangigogenese existieren diverse endogene Inhibitoren der Neoangiogenenese in vivo. Hierbei handelt es sich überwiegend um proteolytische Spaltprodukte größerer Proteine, die selbst keine antiangiogenetische Aktivität besitzen. Teilweise sind diese Vorläuferproteine Komponenten der extrazellulären Matrix wie z.B. Kollagen XVIII oder Thrombospondin, oder gehören zum Gerinnungssystem wie das Antithrombin III oder Plasminogen. Einen Überblick über einige bekannte endogene Angiogeneseinhibitoren verschafft Tabelle 2.


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Tabelle 2: Vorläuferproteine und endogene Inhibitoren der Angiogenese

Endogene Angiogeneseinhibitoren

Vorläuferproteine

Endostatin

Kollagen XVIII

Angiostatin

Plasminogen

Vasostatin

Calretikulin

Restin

Kollagen XV

Thrombospondinfragmente

Thrombospondin

Fragment von PF4

Plättchenfaktor 4

Antithrombinfragment

Antithrombin

Prolaktinderivat

Prolaktin

Osteopontinfragment

Osteopontin

Interferon αβ

Unbekanntes

Vorläuferprotein

Entscheidend für den Beginn der Neoangiogenese ist wahrscheinlich das Auftreten eines Ungleichgewichtes zwischen endogenen Inhibitoren und Stimulatoren der Angiogenese {8-20}. Dieser „angiogenic switch“ genannte Prozeß kann durch von Tumorzellen sezernierte Zytokine, aber auch durch andere pathophysiologische Mechanismen (Hypoxie, Wundheilung, Diabetes mellitus, altersbedingte Makuladegeneretion) ausgelöst werden. In vitro läßt sich die normalerweise bestehende Balance zwischen Angioneogenesepromotern und Inhibitoren sehr gut demonstrieren. In Proliferationsassays können die Angioneogenesepromoter VEGF und bFGF eine Proliferation von kultivierten Endothelzellen hervorrufen. Die Proliferation kann durch Hinzugabe des endogenen Angioneogeneseinhibitors Thrombospondin-1 (TSP-1) geblockt werden {23,24}. Dies geschieht dosisabhängig und ist reversibel, wenn die


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Konzentration der Promoter wieder erhöht wird. Weitere Untersuchungen an verschiedenen humanen Tumorzellen, die durch einen Verlust des Tumorsuppressorgens p53 gekennzeichnet sind, zeigen eine Überproduktion von bFGF. Wird durch Gentransfer das p53 Gen wieder funktionsfähig, so resultiert dies in einer erhöhten Thrombospondin-1 Produktion, die konsekutiv zu einer Downregulation der bFGF Produktion und damit der Blockade des angioneogenetischen Stimulus führt {24}.

Eine entscheidende Rolle in der Regulation der Angioneogenese kommt den Endothelzellen zu. Bereits vor mehr als 100 Jahren wurde 1883 die Bedeutung von Endothelzellen bei der Ausbildung von Entzündungsreaktionen und peritumorösen Gewebereaktionen durch den russischen Arzt und Physiologen Elias Metchnikoff beschrieben {25}. Verbesserte Untersuchungstechniken sowie ein gestiegenes Interesse nicht zuletzt im Zuge der Angioneogeneseforschung haben jedoch erst in den letzten Jahrzehnten zu einer intensiveren Erforschung der Funktionen der Endothelzellen geführt. Endothelzellen zählen zu den langlebigsten Zellen des menschlichen Organismus mit Ausnahme der Zellen des zentralen Nervensystems. In einem normalen, adulten, humanen Gefäß befindet sich zu einem beliebigen Untersuchungszeitpunkt lediglich 1 von 10.000 Endothelzellen (0,01%) in der Zellteilungsphase {26,27}. Im Vergleich hierzu befinden sich etwa 14% der normalen intestinalen epithelialen Zellen im Zellteilungszyklus. Dies bedeutet, daß der Zellumbau von Darmschleimhaut in Tagen, derjenige von Endothelzellen jedoch in Jahren gemessen wird. Kommt es jedoch zu einem adäquaten Stimulus kann die Proliferations- und Teilungsrate erheblich gesteigert werden. Die Zellen formen eine Monolayerschicht in Gefäßen und haben neben der bereits angedeuteten Regulation der Angioneogenese


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eine zentrale Bedeutung in der Regulation vieler physiologischer und pathophysiologischer Reaktionen des Organismus. Obwohl initial die Bedeutung der Endothelzellen hauptsächlich als passive Barriere gegenüber dem Gefäßlumen und dem Interstitium gesehen wurde ist heute jedoch klar, daß diese Zellen mit Hilfe multipler Protein- und Enzymreaktionen einen differenzierten Beitrag zu verschiedensten komplexen Abläufen im Organismus leisten. So sind sie an der Regulation der Gerinnung sowohl inhibitorisch als auch fördernd beteiligt. Durch die Sekretion des Plättchen aktivierenden Faktors und die Synthese des von Willebrandt Antigens bei Gefäßverletzungen wird eine Plättchenaggregation durch die Endothelzelle initiiert und gesteuert. Entzündungsreaktionen, Verletzungen und Zytokinstimulation z. B. durch TNF-α können die normalerweise antikoagulatorisch ausgerichteten Funktionen der Endothelzelle in prokoagulatorische Aktivitäten verändern. So kann es dann zur Expression von Tissue Factor (TF) auf der Oberfläche von Endothelzellen kommen, die als Bindungsstelle für Faktor VII fungiert, der durch die Bindung aktiviert wird. Der aktivierte Komplex aus TF und Faktor VII kann Faktor X über mehrere Wege aktivieren und so in die Koagulationskaskade regulatorisch eingreifen. Desweiteren sind Endothelzellen an der Regulation des Vasomotorischen Tonus über die Synthese von mindestens drei verschiedenen Vasodilatatoren (Prostazyklin, Endothelgenerierter Relaxierender Faktor, Endothelgenerierter hyperpolarisierender Faktor) beteiligt. Auch Vasokonstriktoren werden durch die Endothelzelle synthetisiert. Unter anderen wurde der derzeit stärkste physiologisch vorkommende Vasokonstriktor, das Endothelin, als Syntheseprodukt der Endothelzelle identifiziert.


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1.3  Angioneogeneseinhibitoren

In den letzten 10 Jahren sind potentielle Hemmer der Angiogenese zunehmend Gegenstand intensiver klinischer Forschung geworden. Ziel dieser Therapie ist es, das Wachstum und die Metastasierung eines Primärtumors zu verhindern bzw. Mikrometastasen, die noch keinen Anschluß an das Wirtsgefäßsystem gefunden haben, in einem sogenannten ”Schlafzustand” zu halten. Dies könnte bedeuten, daß das Auftreten eines Rezidivs nach kurativer Resektion eines Karzinoms respektive das Auftreten von metachronen Metastasen durch die dauerhafte Gabe eines Angiogenesehemmers verhindert wird. Antiangiogenetische Substanzen setzen an unterschiedlichen Punkten der Angiogenese an {28}. Während Matrixmetalloproteinase-Inhibitoren (Marimastat®, Neovastat®) den Abbau von extrazellulärer Matrix durch erythrozytäre Proteasen hemmen {29}, behindern andere Substanzen u.a. auch die Migration der Endothelzellen durch die Hemmung von Zell-Zell-Interaktionen und Zytokininteraktionen (Thalidomid®, TNP 470®) {30,31}. Ein weiterer Ansatzpunkt ist die Inhibition angiogenetischer Wachstumsfaktoren {32,33,34}. Darüberhinaus kommen Rezeptorantagonisten verschiedener pro-angiogenetischer Faktoren wie z.B. des VEGF (SU5416) {35}, von VEGF und PDGF (Leflunomid) {36,37,38,39} oder Antikörper gegen VEGF in klinischen Studien zur Anwendung. Derzeit werden mehrere Angiogenesehemmer mit unterschiedlichen Ansatzpunkten in klinischen Prüfungen untersucht (Tabelle 3).

Ein Wirkstoff bei dem gute in-vitro und in-vivo Erkenntnisse über die antiangiogenetischen Eigenschaften nach eigenen Untersuchungen vorliegen ist das ursprünglich als Immunsuppressivum entwickelte Leflunomid (Arava®). Dieses Medikament ist in Deutschland seit 1999 zur Therapie der rheumatoiden Arthritis


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zugelassen. Biochemisch sind bislang zwei Wirkungsmechanismen von LEF bekannt. Nach Metabolisierung in der Darmschleimhaut und der Leber in den aktiven

Metaboliten A771726 hemmt es zum einen die Neusynthese von Pyrimidinen über eine reversible Hemmung des Schlüsselenzyms der Pyrimidinsynthese, der Dihydroorotatsynthetase. Zum anderen inhibiert es die Tyrosinkinaseaktivität von Wachstumsfaktorrezeptoren wie dem PDGF-Rezeptor {36} und dem VEGF-1-Rezeptor {37}. In eigenen in vitro und in vivo Versuchen konnte die Proliferationshemmung durch LEF und seinen aktiven Metaboliten A771726 an Plattenepithelkarzinomzellen und Gliomzellen unabhängig von der Hemmung der Pyrimidinnukleotidsynthese nachgewiesen werden {36,37}. Der Angiogenesescore in subkutan implantierten Kolonkarzinomzellverbänden im Mausmodell wird durch die orale Gabe von Leflunomid wirksam reduziert {39}.

Eine Hemmung der Gefäßneubildung könnte auf einer Inhibition von endothelialen Rezeptor-Tyrosinkinasen für angiogenetische Wachstumsfaktoren wie PDGF {38} und VEGF {37} beruhen. Zusätzlich wurde im Nacktmausmodell die Wachstumshemmung subkutan implantierter Kolonkarzinomzellen sowie die Reduktion des Angiogenesescores durch die orale Gabe von Leflunomid nachgewiesen {39}. Darüberhinaus fanden Vlassenko und Mitarbeiter in einer prospektiven Phase II Studie nach radiologischen Kriterien signifikant bessere Tumorremissionen bei Patienten mit Rezidivtumoren eines malignen Glioblastoms {40}.


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Tabelle 3: Einsatz unterschiedlicher Angioneogeneseinhibitoren in klinischen Studien

Inhibitoren für Endothelzellen

Thalidomid

Grünenthal

Phase 3

SCLC

Thalidomid

Celgene

Phase 2

Non-SCLC

Combretastatin

Oxigene

Phase 1

Versch. Karzinome

Endostatin

Entremed

Phase 1

Versch. Karzinome

Rezeptorantagonisten pro-angiogenetischen Faktoren

Leflunomid (VEGF,PDGF)

Hoechst

 

Heilversuche

SU5416 (VEGF)

Sugen

Phase 3

Kolonkarzinom

SU6668 (VEGF, PDGF, FGF)

Sugen

Phase 1

Versch. Karzinome

Matrixmetalloproteinase-inhibitoren

AG3340

Agouron

Phase 3

Bronchial-ProstataCa

Neovastat

Aeterna

Phase 3

NierencellCa

COL 3

Collagenex

Phase 1

Versch. Karzinome

BMS-275291

Bristol-Myers Squibb

Phase 1

Versch. Karzinome

Marimastat

British Biotec

Phase 3

Bronchial-MammaCa

Integrinantangonist

EMD 121974

Merck

Phase 2

Pankreaskarzinom

Eine weitere Substanz, die bereits seit mehr als 40 Jahren auf dem Weltmarkt ist und in den letzten 10-15 Jahren ein erneutes Interesse als Angiogenesehemmer erfahren hat ist das Medikament Thalidomid.


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1.4  Thalidomid

Thalidomid wurde ursprünglich als Sedativum erstmals 1954 durch den deutschen Chemiker H. Kunz synthetisiert (Grünenthal AG, Aachen, Deutschland) {41}. Bis zur Entdeckung der teratogenen Wirkung der Substanz und der Herausnahme des Medikamentes aus dem deutschen Markt im November 1961 wurde Thalidomid in einer hohen Quantität in Deutschland hergestellt und verkauft {41,42}. Biochemisch handelt es sich bei Thalidomid um ein 2-(2,6-Dioxo-Piperidine-3-yl)-Iso-Indol-1,3-Dion. Thalidomid razematisiert in Vollblut mit einer Halbwertszeit von 2,25 h in ein rechts- und ein linksdrehendes Enantiomer {42}. Die Ausscheidung erfolgt zu etwa gleichen Teilen über die Niere und die Leber {43}. Die Substanz zeichnet sich durch eine gute Verträglichkeit nach oraler Einnahme sowie eine ausgezeichnete Bioverfügbarkeit aus {41,42,43}.

Die vielfältigen Wirkungen von Thalidomid sind trotz mehr als dreissig veröffentlichter Hypothesen über den Wirkungsmechanismus des Medikaments nicht vollständig geklärt {51,52}. Das gestiegene Interesse der Wissenschaft führte durch intensive Forschung zu Erkenntnissen über immunomodulatorische, antiangiogene und anti-inflammatorische Eigenschaften des Medikaments (Tabelle 4). Das Zytokin Tumor-Nekrose-Faktor α (TNF-α ) wirkt immunmodulatorisch, induziert Fieber, spielt eine wichtige Rolle im septischen Schock, wird für die Tumorkachexie verantwortlich gemacht, wirkt zytolytisch auf Tumorzellen und besitzt angiogenetische Wirkung. TNF-α induziert die Bildung von VEGF, einem der wichtigsten Zytokine in der Ausbildung neuer Gefäße. Die wichtigste TNF-α Quelle stellen aktivierte Makrophagen dar, es wird jedoch auch von anderen Zellen, insbesondere Lymphozyten und Mastzellen, gebildet. Thalidomid beschleunigt den Abbau der TNF-α mRNA und verhindert so die TNF-α -Sekretion durch aktivierte


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Makrophagen {53}. Rowland et al. (1998) konnten in vitro zeigen, daß Thalidomid selektiv die Bildung der proinflammatorischen Zytokine Interleukin 6 und TNF-α durch humane Monozyten hemmt, ohne die Proliferation oder die Sekretion von Interleukin 2, Interleukin 4 oder Interleukin 10 zu beeinflussen {54}. Tavares et al. (1997) fanden eine Hemmung der TNF-α Produktion bei Alveolarmakrophagen von Patienten mit Tuberkulose, Sarkoidose, Bronchialkarzinom, chronischer Bronchitis und Pneumonie durch Thalidomid {55} . Moreira et al. (1997) untersuchten die Wirkung von Thalidomid in einem Tuberkulose Modell bei Mäusen. Die behandelten Mäuse zeigten eine signifikante Reduktion des TNF-α Spiegels und damit einhergehend geringer ausgeprägte pathologische Veränderungen der Lunge, ohne daß es zu einem Anstieg der Erregerzahl kam {56}. Bei Lepra-Patienten wird Thalidomid zur Behandlung des durch exzessive Bildung von TNF-α ausgelösten Erythema nodosum leprosum eingesetzt {57}.

Tabelle 4: Immunomodulatorische und anti-inflammatorische Wirkungen von Thalidomid.

 


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Die reduzierte Phagozytoseaktivität durch polymorphkernige Granulozyten ist eine mögliche Erklärung für die beobachtete anti-inflammatorische Wirkung von Thalidomid bei einigen Krankheitsbildern, bei denen der Entzündungsprozess vornehmlich über eine Akkumulation von mononukleären Zellen gesteuert wird, wie z.B. beim chronischen kutanen Lupus Erythematodes {60}. Die Inhibierung der Phagozytoseaktivität der Monozyten oder Granulozyten durch das Medikament wird nicht auf zytotoxischer Basis vermittelt {60}.

Thalidomid inhibiert selektiv die Produktion von TNF-α bei humanen Monozyten {63,64}. Diese dosisabhängige Wirkung betrifft nicht die gesamte Proteinsynthese oder die gesamte TNF-α Produktion {63,65}. Thalidomid reduziert die Halbwertszeit der TNF-α mRNA von ca. 30 Minuten auf ca. 17 Minuten {64}. Betrachtet man die zentrale Rolle, die TNF-α in der Regulation der inflammatorischen Antwort des Organismus auf eine Infektion besitzt, so können verschiedenste klinische Effekte durch die Downregulation von TNF-α durch Thalidomid angenommen werden {65}. So ist z.B. die kutane Manifestationsform der Lepraerkrankung (Erythema nodosum leprosum) mit erhöhten TNF-α Spiegeln assoziiert, die durch die Einnahme von Thalidomid gesenkt werden können {66,67,68}. Eine Senkung des TNF-α Spiegels geht mit einer modifizierten Hautreaktion sowie einer veränderten histologischen Zusammensetzung des charakteristischen Leukozyteninfiltrats in den lepromatösen Hautveränderungen einher {68}.

Die Veränderung des TNF-α Spiegels durch Thalidomid ist in verschiedenen Studien durch Jacobson et al. sowie Wolkenstein et al. angezweifelt worden {69,70}. In Untersuchungen dieser Arbeitsgruppen kam es unter Einnahme von Thalidomid bei HIV Patienten mit AIDS Erkrankung {69} sowie toxischer epidermaler Nekrolyse {70} sogar


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zu einer Erhöhung der Serum TNF-α Spiegels. Diese Untersuchungsergebnisse könnten in der Tatsache begründet sein, dass die TNF-α Produktion vom zellulären Stimulus und dem Ort der TNF-α Produktion abhängig ist {48}. Zusätzlich ist derzeit unklar, wie normale TNF-α Spiegel bei unterschiedlichen Erkrankungen im Serum definiert sind, und ob die Sekretion des Zytokins nicht in Phasen abläuft, deren Minimum und Maximum nicht bekannt sind. Daher könnten unterschiedliche Messwerte auch durch unterschiedliche Messzeitpunkte bedingt sein {48,69,71}. Es existieren zwei verschiedene aktive Formen von TNF-α: Einerseits die membrangebundene Form sowie andererseits eine zirkulierende Homotrimer Form (71,72}. Typischerweise wird in den meisten Untersuchungen nur die zirkulierende TNF-α Form gemessen {72}. Messungen des TNF-α erfassen demnach häufig nur die detektierbare rezeptorbindungsfähige zirkulierende Form, die unter Umständen gar nicht die aktive TNF-α Form darstellt. Die dargestellten Ergebnisse zeigen, daß einige Wirkungen des Medikaments geklärt sind, jedoch bei weitem nicht alle. Insbesondere die immunmodulatorischen Eigenschaften von Thalidomid sind derzeit intensiver Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen. Jedoch wird über klinische Erfolge beim Einsatz des Medikaments in den letzten Jahren insbesondere bei Karzinompatienten berichtet.


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1.5  Thalidomid und Karzinomtherapie

In den letzten 10 Jahren ist die Wirkung von Thalidomid als Angiogenesehemmer in-vitro, in-vivo sowie in verschiedenen klinischen Studien untersucht worden.

In-vitro Studien

Dixon und Mitarbeiter beobachteten nach Inkubation von Thalidomid mit humanen androgenabhängigen Prostatakarzinomzellen (LNCaP) eine Zunahme der PSA- Konzentration und eine zytostatische Wirkung, wohingegen bei androgenunabhängigen Prostatakarzinomzellen (PC-3) ein zytostatischer Effekt durch Thalidomid nicht nachweisbar war {73}. In einer weiteren Studie an humanen Mammaadenokarzinomzellen sah Nguyen eine signifikante Beeinflussung des Tumorzellwachstums durch Thalidomid alleine und in Kombination mit Chemotherapeutika im Vergleich zu Kontrollgruppen {74}. Da das Zytokin TNF-α in der Angioneogenese als Promoter von proangioneogenetischen Faktoren (b-FGF, VEGF) sowie bei der Immmunmodulation verschiedenster Zytokine eine bedeutende Funktion einnimmt, wurde auch die Wirkung von Thalidomid in-vitro auf die TNF-α Produktion untersucht. Dabei fanden Sampaio und Mitarbeiter eine selektive Inhibition der TNF-α Produktion von Makrophagen durch Thalidomid {63}. Ähnliche Beobachtungen machten Wnendt und Mitarbeiter, jedoch war die Hemmung der TNF-α Produktion abhängig von der Enantiomerkonfiguration des Thalidomid {75}. Auch Neubert sah in einer in-vitro Studie an humanen Monozyten eine deutliche Reduktion der TNF- α Freisetzung nach Ko-inkubation mit Thalidomid {76}. Weitere Untersuchungen von Mc Hugh und Mitarbeiter sowie Gardner-Medwin kamen zu vergleichbaren in-vitro Ergebnissen {77,61}.


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Tiermodelle

Nach Gabe von Thalidomid berichten Swartz et al.über eine signifikante Reduktion des Tumorwachstums im B16-BL6 Melanom Maus-Modell {78}. Ebenfalls am Maus-Modell mit Mammaadenokarzinomzellen zeigten Nguyen et al. eine signifikante Reduktion der Tumorgröße nach Gabe von Thalidomid in Kombination mit Adriamycin und Zytoxan im Vergleich zur alleinigen Gabe der beiden Chemotherapeutika {79}. Andererseits sahen Gutman et al. im Tierversuch bei B16-Melanomzellen und bei CT-26-Kolonkarzinomzellen keinen signifikanten Unterschied im Tumorzellwachstum nach Thalidomidgabe {80}. Kotoh und Mitarbeiter konnten bei intraperitonealer Gabe von Thalidomid bei subkutan implantierten Ösophaguskarzinomen (ES 63) im Nacktmausmodell eine signifikante Reduktion des Tumorwachstums und des Angioneogenesescores feststellen. Dieser Effekt ließ sich bei oraler Gabe des Medikaments jedoch nicht nachweisen {81}. In einem weiteren Tiermodell an Nacktmäusen der Reihen C3H/hen und C57/b16 beobachteten Minchington et al. nach intraperitonealer Gabe keine Inhibition des Tumorwachstums sakral induzierter Tumore mit Zellen aus Lewis Lung Tumoren und anaplastischen Plattenepithelkarzinomen {82}. In einer weiteren Tierstudie an New Zealand White Kaninchen sahen Verheul und Mitarbeiter eine signifikante Reduktion des Wachstums von in der Leiste injizierten Plattenepithelkarzinomzellen nach oraler Thalidomidtherapie.

Ein potenzierter Effekt wurde durch die gleichzeitige Gabe des Medikaments mit Sulindac®, einem oralen Antiphlogistikum gesehen. Gleichzeitig war in der immunhistochemischen Untersuchung der Tumorpräparate ein signifikant niedriger Angioneogenesescore nachweisbar, sodaß die Reduktion des Tumorwachstums nach Schlußfolgerung der Arbeitsgruppe auf die Angioneogeneseinhibition zurückgeführt wurde {83}.


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Klinische Studien

Derzeit werden in den USA unter Mitwirkung der Firma Celgene® und des National Cancer Institutes (NCI) drei von der FDA geförderte Phase II-Studien bei Patienten mit Mamma- und Prostatakarzinomen sowie Glioblastompatienten durchgeführt.

Aufgrund der derzeit noch zu niedrigen rekrutierten Patientenzahlen kann über die Wirksamkeit von Thalidomid in der additiven Therapie bei diesen Tumoren noch keine Aussage getroffen werden. Jedoch existieren andere klinische Studien, bei denen eine Wirksamkeit der Thalidomid-Therapie nachgewiesen werden konnte. So sahen Singhal et al. bei 89 Patienten mit high risc refractory Myelomen bei 20% der Patienten einen Rückgang des Serum M-Protein-Wertes und in 60% der Patienten eine Stabilisierung der Erkrankung unter Therapie mit Thalidomid {84}. Barlogie et al. berichten über 10 Patienten mit high risk refractory Myelomen, bei denen eine alleinige Chemotherapie oder alleinige Thalidomid Therapie nicht wirksam war, jedoch die Kombination aus beiden Agenzien zu einer Remission der Erkrankung führte {85}.

Desweiteren fanden Politi und Mitarbeiter in einer Phase I-Studie an AIDS-Patienten mit Kaposi-Sarkomen eine signifikante Verlängerung der Überlebenszeit der Patienten nach der Gabe von Thalidomid {86}. In einer Phase-II-Studie berichteteten Bower et al. nach Thalidomidgabe ebenfalls über eine verlängerte Überlebenszeit bei


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Tabelle 5: Klinische Studien zur Untersuchung der Verlängerung der Überlebenszeit bei unterschiedlichen Karzinomen nach additiver Thalidomidgabe.

Medikament

Hersteller

Studientyp

Tumorentität

Studienleiter

Thalidomid®

Grünenthal®

Phase 3

Kleinzell. BroCa

(Mall et al.)

Thalidomid®

Celgene®

Phase 2

Nicht-Kleinzell. BroCa

(NIH.)

Thalidomid®

Celgene®

Phase 1

Kaposisarkom

(Politi et al.)

Thalidomid®

Grünenthal®

Phase 2

ProstataCa

(Figg et al.)

Thalidomid®

Celgene®

Phase 2

Glioblastom

(Fine et al.)

Thalidomid®

Celgene®

Phase 2

Astrozytom

(Fine et al.)

Thalidomid®

Celgene®

Phase 3

Mult. Myelome

(Singhal et al)

Thalidomid®

Celgene®

Phase 2

Kaposisarkom

(Bower et al.)

Patienten mit Kaposi-Sarkomen {87}. Weitere Phase-II-Studien von Fine et al. zur additiven Gabe von Thalidomid in der Behandlung des Astrocytoms und des High grade Glioblastoms zeigten bei 50% der behandelten Patienten einen signifikanten Überlebensvorteil gegenüber der Plazebogruppe {88}.

Nach den oben zitierten Untersuchungen kann es als gesichert gelten, daß der additive Einsatz von Thalidomid beim therapierefraktären Multiplen Myelom zu einer signifikanten Verbesserung der Prognose der Patienten führt. Zu dieser Indikation ist Thalidomid im Rahmen des sogenannten STEPS-Programm (S ystem for T halidomide E ducation and P rescribing S afety) der FDA in den USA zugelassen {89}.


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1.6  Unerwünschte Wirkungen von Thalidomid

Die teratogenen Effekte von Thalidomid begründeten den hohen Bekanntheitsgrad des Medikaments in den 60er Jahren {44,45}. Unter diesen teratogene Effekten ist vor allem die Phokomelie und Dysmelie der Extremitäten zu nennen. Jedoch wurde im Zusammenhang mit der Einnahme von Thalidomid während der Schwangerschaft auch über das Auftreten von Duodenalatresien, Ösophagusfisteln, Neuralrohrdeformationen, Mikroophtalmie, Ohrmissbildungen sowie Mittellinienhämangiomen berichtet {46,47}. Die Angaben über das Auftreten einer peripheren Neuropathie unter Thalidomidtherapie variieren in der Literatur zwischen 1-70% {47,48}. Das klinische Erscheinungsbild äussert sich in symmetrischen, schmerzhaften Parästhesien der Hände und Füsse, häufig begleitet von Sensibilitätsverlusten in den Oberschenkeln der Patienten {47,48,49}. In einer Studie an 42 Patienten fanden Ochonski und Mitarbeiter keine Korrelation zwischen dem Auftreten einer peripheren Neuropathie unter Thalidomidtherapie und der Dosis oder der Länge der Therapie {49}. Es zeigte sich jedoch, dass Frauen und ältere Patienten (>70 Jahre) signifikant häufiger betroffen waren. Ein Problem in der Beurteilung der durch Thalidomid hervorgerufenen peripheren Neuropathie ergibt sich jedoch aus der Tatsache, dass die meisten Daten aus retrospektiven Analysen eines sehr inhomogenen Krankenguts stammen. Häufig wurden Krankheiten untersucht, die selber eine periphere Neuropathie hervorrufen können (Lepra, AIDS), oder Thalidomid wurde mit neuropathisch wirksamen Medikamenten verabreicht (Zytostatika), so dass eine genaue Analyse dieser Nebenwirkung noch aussteht. Zusätzlich variieren die Untersuchungstechniken von lediglich klinischer Einschätzung und Patientenangaben bis hin zu regelmässig durchgeführten Nervenleitgeschwindigkeitsmessungen und intensivem


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neurophysiologischem Monitoring (50}.

Weitere auftretende Nebenwirkungen sind bei 10-30 Prozent deruntersuchten Patienten Obstipation, die jedoch meist durch die Gabe milder Laxantien zu kurieren ist, sowie in 2-10 Prozent das passagere Auftreten einer Hautrötung (Flush).


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05.02.2004