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Title
The impact of preoperative radiotherapy on circulating angiogenesis factors in rectal cancer patients / Vanessa Elleder
AuthorElleder, Vanessa
Thesis advisorBrostjan, Christine
Published2017
Institutional NoteMedizinische Universität Wien, Diplomarb., 2017
Date of SubmissionDecember 2017
LanguageEnglish
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (DE)Angiogenesefaktoren im Rektumskarzinom
Keywords (EN)Angiogenesis in rectal cancer
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Abstract (German)

Die Vaskularität von Tumoren und deren Angiogeneseaktivität bestimmen die Oxygenierung des Tumors und somit auch die Effektivität der Radiotherapie in Patienten mit Rektumskarzinom. Denn hypoxische Karzinomzellen benötigen höhere Strahlendosen für eine adäquate Zerstörung. Im Gegenteil dazu könnte eine starke Revaskularisierung im Zeitfenster nach neoadjuvanter Radiotherapie auf ein geringeres Ansprechen hinweisen. Das Ziel dieser Studie war die Evaluierung von Angiogenesefaktoren vor, während und nach der Radiotherapie von 12 Patienten mit Rektumskarzinom, um ein eventuelles Ansteigen oder Absinken der Faktoren auf deren prädiktiven Wert des Ansprechens zu beurteilen. Periphere Blutabnahmen wurden an fünf festgelegten Zeitpunkten durchgeführt, um lösliche Faktoren im Plasma mittels ELISA und zelluläre Parameter im Vollblut über Durchflusszytometrie zu ermitteln.^ ^Folgende Faktoren wurden berücksichtigt: VEGF-A, VEGF-D, ANG2, FGF2, IL8, G-CSF, MIP1, GRO, SDF1 und TSP-1 sowie auch zelluläre Parameter wie zirkulierende Endothelzellen (CECs) oder Monozyten Populationen. Es wurden nicht-parametrische statistische Tests durchgeführt, um potentielle prädiktive Ergebnisse zu ermitteln im Zusammenhang mit dem radiologischen und pathologischen Ansprechen auf die neoadjuvante Therapie. Im Gegensatz zu anderen Studien, konnten wir keine signifikanten Unterschiede der löslichen angiogenetischen Faktoren zwischen Patienten mit und ohne Therapieansprechen ermitteln. Die Durchflusszytometrie der CECs zeigte tendenziell höhere post-therapeutische Werte in der Gruppe der Patienten, die nicht adäquat auf die Behandlung angesprochen haben. Des Weiteren zeigte sich bei dieser Messung, dass Patienten mit gutem Ansprechen, einen initial hohen Wert an intermediären Monozyten aufwiesen, was mit den Ergebnissen aus anderen Studien übereinstimmt.^ Auffallend waren signifikant erhöhte (prä- und post-therapeutische) Werte von CD146+ Zellen in der Gruppe der Patienten, die nicht gut auf die Therapie angesprochen haben. Dieses Ergebnis zeigt ein prädiktives Markerpotential und sollte in einer Validierungsstudie weiter untersucht werden.

Abstract (English)

Tumor vascularization and angiogenesis have a crucial impact on radiotherapy of rectal cancer patients, as they determine tumor oxygenation which significantly influences the efficacy of radiotherapy. Hypoxic cancer cells require higher doses of radiation for destruction of tumor cells. In contrast, a boost of revascularization subsequent to radiotherapy and tissue damage may adversely affect treatment outcome and patient prognosis. Monitoring of angiogenic parameters before, during and after radiotherapy may provide relevant information for outcome prediction. Thus, the aim of this study was to measure baseline levels of angiogenesis parameters and monitor potential increases or decreases during and after neoadjuvant radiotherapy of 12 rectal cancer patients. Peripheral blood was drawn at five defined time points to analyze soluble factors in plasma by ELISA and cellular components in whole blood by flow cytometry. Parameters of interest were VEGF-A, VEGF-D, ANG2, FGF2, IL8, G-CSF, MIP1, GRO, SDF1 and TSP-1 as well as circulating endothelial cells (CECs) and monocyte subsets. Non-parametric statistical tests were applied to evaluate their predictive potential for response to radiotherapy as determined by radiological and pathological response. In contrast to previous studies, we did not detect any significant difference between responders and non-responders in soluble angiogenic factors monitored by ELISA. Investigation by flow cytometry revealed a tendency for higher post-therapy levels of CECs in non-responders. The frequency of intermediate monocytes was increased in responders consistent with results of other studies. Intriguingly, we found significantly elevated levels of CD146+ cells at baseline and post-therapy in non-responders, which might be a potential marker for early therapy modification that should be evaluated in the future and warrants further research.

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