5-Aminolävulinsäure-vermittelte Photodynamische Therapie verstärkt die Wirksamkeit von Doxorubicin bei Ewing-Sarkomen in vitro

Abstract

Ewing-Sarkome (ES) stellen eine aggressive Gruppe von Knochentumoren dar, die vor allem im Kindes- und Jugendalter auftreten. Trotz intensiver multimodaler Therapiekonzepte – bestehend aus Chemotherapie, Tumorresektion und Strahlentherapie – gehen sie insbesondere bei metastasierten Verläufen mit einer ungünstigen Prognose einher. In der vorliegenden Arbeit wurde das therapeutische Potenzial der Photodynamischen Therapie (PDT) mit 5-Aminolävulinsäure (5-ALA) in Kombination mit Doxorubicin (DOX) bei Ewing-Sarkomen untersucht. Ziel war es, zu analysieren, ob 5-ALA-vermittelte PDT die Wirksamkeit von DOX steigern kann, um potenziell neue Behandlungsstrategien für diese Tumorentität zu entwickeln. Zur Beantwortung dieser Fragestellung wurden drei unterschiedliche humane ES-Zelllinien verwendet, an denen verschiedene Behandlungsansätze getestet wurden: DOX als Monotherapie, 5-ALA-basierte PDT sowie die Kombination beider Modalitäten. Die Bewertung der Therapieeffekte erfolgte nach der Behandlung anhand mehrerer Parameter, darunter die Zellviabilität (MTS-Assay), die Quantifizierung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) sowie mechanische Eigenschaften der Zellen, letztere gemessen mithilfe der Rasterkraftmikroskopie (AFM). Die Ergebnisse zeigten eine zelllinienabhängige Sensitivität gegenüber der PDT. Während einzelne Zelllinien bereits unter der PDT-Monotherapie deutliche Reduktionen der Vitalität zeigten, war die Kombination mit DOX in allen Zelllinien signifikant wirksamer als jede Einzeltherapie. Gleichzeitig wurde eine erhöhte ROS-Produktion sowie eine signifikante Steigerung der Zellsteifigkeit beobachtet, was auf strukturelle und zytoskelettäre Veränderungen der Tumorzellen hindeutet. Die Kombinationstherapie potenzierte die antitumorale Effizienz von DOX auf zellulärer Ebene. Schlussfolgernd könnte die 5-ALA-basierte PDT eine vielversprechende Ergänzung zur konventionellen Chemotherapie bei ES darstellen. Die Ergebnisse unterstreichen die Relevanz biophysikalischer Parameter wie der Zellsteifigkeit als potenzielle Marker für therapeutisch induzierte Veränderungen. Da es sich um eine rein in vitro-basierte Studie handelt, bedarf es weitere Untersuchungen in präklinischen Modellen sowie klinischer Studien, um die therapeutische Relevanz dieser Kombination zu validieren und die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen näher zu beleuchten.