Detection of Hsp70 in the blood serum of sarcoma patients

Februar/März

Nachdem wir unsere Berufs- und Studienorientierung abgeschlossen hatten ging es auf die suche nach einem Passenden Lehrstuhl an welchen ich meine Forschungsarbeit schreiben kann. Bei der Auswahl eines Lehrstuhls geht es nicht nur um die Aufnahme in einem sondern auch das man wirklich gefallen hat an dem was man erforschen darf. Ich interessiere mich sehr für die Studiengänge zum Patentanwalt oder einen in der Medizin. Beim Patentanwalt kombiniert man ein naturwissenschaftliches Studium mit einer Weiterbildung zum Patentanwalt. Bei der Medizin gibt es bekanntlich viele verschiedene Möglichkeiten, in die man sich spezialisieren kann. Der Lehrstuhl der Radiation Oncology war daher für mich die perfekte Wal. Zum Glück gab dieser mir dann auch die Möglichkeit eine Forschungsarbeit am Rechts der Isar in diesem Department zu schreiben.

Ich bin nun im Rahmen meiner Forschungsarbeit seit März diesen Jahres am Rechts der Isar in der Experimentellen Radiation Oncology.

Ein Experiment zu finden was ersten ein Schüler durchführen kann und durchführen darf und zweitens es ausreicht, wenn er sich nur einmal die Woche darum kümmern kann war nicht einfach. Meine Betreuerin und die Lehrstuhlleitende Professorin haben dennoch ein passendes Experiment gefunden. In den Laboren der Klinik schreibe ich meine Forschungsarbeit über den HSP70 Gehalt in Blutseren von an Chondrosarkom erkrankten Patienten. Als ich das erste mal ins Rechts der Isar gekommen bin,um mich bei Frau Prof Multhoff vorzustellen, war ich schon ein bisschen angespannt. Doch als sie mir als Erstes mitteilte, dass sich im Labor alle dutzen und ob das für mich ok ist, war ich schon viel entspannter. In ihrem Labor sind alle Labormitarbeiter super nett und hilfsbereit.
Janina betreut mich und hat mich in den Versuch eingeführt mit dem ich während meiner Zeit am Rechts der Isar arbeiten werde („ELISA“). Bei der Auswertung des Versuches wird auch immer eine Standardabweichung angegeben, welche einem zeigt ob man gut pipettiert.
Leider hatte ich bei ein paar Proben relativ hohe Standardabweichungen. Jedoch wurden diese mit der Zeit immer geringer. J

April/Mai

Am Mittwoch den 30.04.14 habe ich nun das erste Mal den ELISA alleine durchgeführt. Natürlich hatte ich bei einigen Antikörpern das Problem sie nicht auf anhieb zu finden. Trotzdem merke ich, dass ich mich im Labor immer besser zurechtfinde. Einschließlich den 30.04.14 habe ich den Versuch nun mit Blut-Seren der Labormitarbeiter gemacht, da man bei diesen die Möglichkeit hat “Nachschub“ zu kriegen und es nicht schlimm ist, wenn mal was nicht klappt.
So wie es aussieht werde ich nächste Woche (07.05.14) das erste Mal mit Patienten-Seren den Versuch durchführen. Bei Patienten-Seren muss natürlich alles rund gehen und ich darf mir keine Fehler mehr erlauben.
Aber nachdem ich schon mehre ELISAs mit Janina durchgeführt habe, bin ich zuversichtlich.

Juni/Juli
Eine Einlesezeit, bevor ich angefangen habe bei Frau Prof. G Multhoff zu forschen, gab es nicht. Jedoch bekomme ich jetzt immer mehr Paper zugeschickt welche ich durcharbeiten muss, um später den Methodenteil meiner Forschungsarbeit schreiben zu können. Es ist klar, dass ich nicht alle Paper auf anhieb verstehe, da diese oft ziemlich genau auf zum Beispiel ein bestimmtes Protein eingehen, doch das krieg ich noch hin… Aber zum Glück gibt es ja das Internet :) .

Die nächsten sechs Wochen sind jetzt noch mit Klausuren voll gepackt und dann geht es auch schon fast in die USA zu meinem 4-wöchigen Praktikum in einem renommierten Tumorimmunologie Labor worauf ich mich schon riesig freue.

 

August/September

Mein Sommerpraktikum war ein Erfolg.
Ich habe viele neue interessante Menschen kennengelernt und eine Menge an neuen, wertvollen Erfahrungen gemacht. Mehr Informationen und einen tieferen Einblick in meinem Praktikum am Earle A. Chiles Research Institiute findet ihr in meinem Praktikums Eintrag in der „Praktikaberichte 13/15“. Am ersten Mittwoch nach der Q12 Studienfahrt werde ich zum ersten Mal nach knapp drei Monaten wieder in das Labor gehen. Mit den Sarkom Proben bin ich fast fertig soweit ich keine weiteren Proben von Hunden und/oder Katzen bekomme.
Mit dem Schreiben der Forschungsarbeit habe ich inzwischen begonnen. Um ehrlich zu sein bin ich davon ausgegangen, dass es leichter wir die Arbeit zu schreiben was sich aber, bis jetzt, als Trugschluss erwiesen hat.

 

Oktober/November

Bei meinen letzten zwei malen im Labor habe ich die letzten Sarkomproben fertig gemessen.
Jetzt geht es an das zusammenführen und auswerten der Daten. Soweit sehen die Datensätze von den Ergebnissen gut aus.
Das der praktische Teil meiner Forschungsarbeit sich jetzt dem Ende zu neigt ist schade und das heist auch, dass ich mich
jetzt um so mehr auf das schreiben meiner Arbeit konzentrieren muss.

 

Dezember/Januar

Das Paper ist endlich fertig und abgabebereit!
In den letzten zwei Monaten habe ich viel Zeit mit dem Schreiben der Arbeit verbracht. Am meisten spaß hat mir der Diskussionsteil bereitet. In diesem Teil meines Papers musste ich mich nochmal richtig in das Thema reindenken und die zustande gekommenen Ergebnisse erklären und bewerten. Alles in allem bin ich sehr zufrieden mit der Arbeit und freue mich schon auf die Abgabe.


Abstract:

Einleitung

Knochentumore, zu denen Osteo- und Chondrosarkome zählen, kommen selten vor. Pro Jahr erkranken in Deutschland circa 800 Patienten an diesen Tumoren. Das sind nur 0.2% aller Tumorneuerkrankungen pro Jahr (Manual Knochentumoren und Weichteilsarkome, Issels et al., 2011). Die Prognose für Patienten, die an einem Chondro- oder Osteosarkom erkranken, ist schlecht. Nur 60-70% der Patienten überleben die ersten fünf Jahre nach der Diagnosestellung (Manual Knochentumoren und Weichteilsarkome, Issels et al., 2011). Als Ursache hierfür gelten sowohl das Auftreten von Lokalrezidiven als auch das Auftreten von Metastasen. Voraussetzung für eine gute Prognose und einen günstigen Verlauf der Erkrankung ist die frühzeitige Erkennung des Tumors und eine richtige Einschätzung seines Ausmaßes. Auch im Verlauf der Erkrankung spielt die präzise Einschätzung der Tumorausdehnung eine wichtige Rolle für die Festlegung der Therapiestrategie.

 

Hsp70 ist ein Hitzeschockprotein, das intrazellulär und an Zellmembranen gebunden in allen kernhaltigen Zellen vorkommt. Als Chaperone hilft Hsp70 den Zellen in Stresssituationen und überwacht die richtige Faltung von Proteinen (De Maio 1999; Multhoff et al., 1995). Hsp70 wird vermehrt von Tumorzellen gebildet und in die Blutbahn freigesetzt. Als Folge von physikalischen und chemischen Stress (Radio- Chemotherapie), die bei der Behandlung von Sarkomen eingesetzt werden, kommt es zu einer vermehrten Freisetzung von Hsp70. Hsp70 kann mithilfe von Antikörper basierenden Assays (ELISA) in Körperflüssigkeiten gemessen werden.

 

Ziele der Arbeit

Ziel dieser Arbeit war es in Serumproben von Chondro- und Osteosarkompatienten die Konzentration von HSP70 unter Verwendung eines hoch sensitiven ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) zu ermitteln und mit der HSP70 Konzentration im Serum von gesunden Probanden zu vergleichen. Dabei sollte im Besonderen ein möglicher Unterschied der Hsp70 Konzentrationen im Blutserum von Chondrosarkom und Osteosarkompatienten ermittelt werden. Außerdem sollen die Ergebnisse dieser Arbeit als eine Grundlage dienen, Hsp70 als Serumparameter für die Überwachung von Patienten mit Sarkomen zu evaluieren.

Ergebnisse

Im Serum von 114 gesunden Blutspendern wurde mit einem Kontroll ELISA von R&D® im Mittel eine HSP70 Konzentration von 2.79 ng/ml (±1,3) bestimmt. Im Gegensatz dazu lag der mit dem lipHsp70 ELISA gemessende Anteil von HSP70 signifikant höher und betrug im Mittel 6.44 ng/ml (±2.7; p< 0.001). Bei den Serumproben der 31 Sarkompatienten lag der Mittelwert der mit dem Kontroll ELISA gemessenen Konzentration von HSP70 bei 4.8 ng/ml (±2.9) und damit singifikant unter dem Wert, der mit dem lipHSP70 gemessenen Konzentrationen (16.3 ng/ml ±11.6; p< 0.001). Unter Verwendung des lipHSP70 ELISA konnte ein signifikanter Unterschied zwischen den HSP70 Werten der gesunden Probanden und der 31 Sarkompatienten ermittelt werden (p< 0.001). Bei der differenzierten Betrachtung der HSP70 Konzentrationen im Serum der 16 Osteosarkom- und 15 Chondrosarkompatienten fand sich ein signifikanter Unterschied im Vergleich zwischen den mit dem Kontrollassay ermittelten HSP70 Werten und den mit dem lipHSP70 gemessenen Werten. Es fand sich kein signifikanter Unterschied in der Höhe der gemessenen HSP70 Konzentrationen zwischen den untersuchten Chondrosarkom- und Osteosarkom Serumproben. Es fand sich auch keine Korrelation in der Höhe der gemessenen HSP70 Konzentrationen und dem Grading der untersuchten Tumore.

 

Zusammenfassung und Ausblick

Im Serum von Chondrosarkom und Osteosarkompatienten finden sich im Vergleich zu gesunden Kontrollseren unter Verwendung des lipHSP70 ELISA signifikant erhöhte HSP70 Konzentrationen. Aufgrund der erhobenen Daten dieser Arbeit und der geringen Fallzahl der untersuchten Patienten kann jedoch keine Aussage darüber gemacht werden, ob es möglich ist mit Hilfe des lipHSP70 ELISA verschiedene Tumorentitäten zu unterscheiden oder eine Aussage über die Tumorgröße oder das Tumorrading zu machen.