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Untersuchungen an ausgewählten Brustkrebszelllinien mittels Raman-Mikrospektroskopie und chemometrischen Methoden

Becker-Putsche, Melanie - Friedrich-Schiller-Universität Jena (2014)


Brustkrebs stellt mit jährlich ca. 460.000 Todesfällen eine der häufigsten Todesursachen in der weiblichen Weltbevölkerung dar. Zur Erstellung einer geeigneten Krebstherapie ist eine detaillierte Tumorcharakterisierung notwendig. Mit Hilfe der Raman-Mikrospektroskopie sollen molekularbiologische Informationen den Pathologen während der Tumordiagnose objektiv unterstützen. Im Rahmen dieser Forschungsarbeit wurden chemometrische Methoden zur Auswertung der Raman-Daten einzelner Zellen verwendet, wodurch Klassifizierungs- und Identifizierungsexperimente realisierbar wurden. Hierbei wurden Zellkernspektren mit einer Genauigkeit von 99% den Brustdrüsenzelllinien MCF-10A und MCF-7 korrekt zugeordnet. Die Differenzierung der Raman-Daten von sechs malignen Brustkrebszelllinien zeigte, dass einzelne Raman-Spektren mit einer Genauigkeit von fast 100% korrekt zugeordnet werden konnten. Die Klassifizierungen nach dem Zelllinienursprung (Pleuraerguss und solider Tumor) erzielten Genauigkeiten von über 94 %. Die Trennung der Raman-Daten einzelner Krebszellen nach den jeweiligen Brustkrebs-Subtypen erzielten Genauigkeiten von 97 %. Die Ergebnisse verdeutlichen das große Potenzial der Raman-Spektroskopie zur Anwendbarkeit in der klinischen Diagnose. Zusätzlich wurde die Einwirkung des Zytostatikums Docetaxel (DCT) unter Verwendung von Raman-Zellkern-Spektren untersucht. Indem die Zellkernstrukturen visualisiert wurden, war es möglich die Auswirkungen von DCT morphologisch zu untersuchen. Unter Verwendung der identifizierten Raman-Kern-Spektren wurde die Trennung von unbehandelten und mit DCT behandelten Zellen mit einer Genauigkeit von 99% erreicht. Quantitative Analysen haben gezeigt, dass schon geringe Konzentrationen von ca. 10 nmol/l DCT den größten Effekt in den Krebszellen erwirken. Die Raman-Mikrospektroskopie stellt ein optimales Werkzeug in der Tumordiagnose dar und ist zur Untersuchung und Überwachung von zytostatikuminduzierten Änderungen in Brustkrebszellen geeignet.


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