Die Präsenz des Hitzeschockproteins 70 kDa (Hsp70) auf der Zelloberfläche humaner Tumorzelllinien geht einher mit der Erkennung durch natürliche Killerzellen (NK-Zellen) und einer antitumoralen Immunantwort (Multhoff et al., 1995; 1997).
Die vorliegende Arbeit hatte zum Ziel, die klinische Relevanz der Expression des Hitzeschockproteins 70 kDa (Hsp70) als oberflächenständigen Marker für maligne Tumore und der akuten myeloischen Leukämie zu ermitteln.
Die Präparation von vitalen Einzelzellen mit intakter Zellmembran aus soliden Gewebebiopsien musste evaluiert werden. Diese Zellen konnten durchflusszytometrisch als propidiumiodid-negative Fraktion dargestellt und quantifiziert werden. Die makroskopische Konsistenz des Tumors beeinflusste die Vitalzellzahl nach manueller, nicht-enzymatischer Disaggregation: Entitätenübergreifend konnten aus medullären Karzinomen höhere Anteile an vitalen Zellen isoliert werden als aus einfachen bzw. szirrhösen Karzinomen.
Als Positivkontrolle für die immunphänotypische Bestimmung von Oberflächenantigenen diente die Detektion von MHC Klasse I Molekülen mit Hilfe des Antikörpers W6/32, welche unabhängig von der Gewebekonsistenz dargestellt werden konnte. Tumorinfiltrierende Leukozyten wurden durchflusszytometrisch über das leukozytäre Oberflächenantigen CD45 identifiziert und waren bei allen untersuchten Karzinomarten nachweisbar.
Die immunphänotypische Analyse mit dem bindegewebespezifischen Antikörper AS02 ergab die höchsten Anteile AS02-positiver Zellen bei szirrhösen Karzinomen gegenüber einfachen und medullären Karzinomen.
Membranständiges Hsp70 wurde mit Hilfe des Hsp70-spezifischen Antikörpers cmHsp70.1 analysiert. Mehrfachfärbungen konnten Hsp70-positive Zellen aus den malignen Gewebebiopsien als distinkte Population gegenüber CD45-positiven Leukozyten unterscheiden.
Hsp70-positive Einzelzellen konnten so bei kolorektalen Karzinomen, hepatischen Metastasen, Magenkarzinomen, Bronchialkarzinomen und Kopf-Hals-Tumoren nachgewiesen werden.
Bei akuten myeloischen Leukämien wurde durchflusszytometrisch eine Koexpression von Hsp70 mit leukämie-assoziierten Oberflächenmarkern HLA DR, CD33 und CD13 belegt.
Der Nachweis von Hsp70 auf der Zelloberfläche von malignen Tumoren und der akuten myeloischen Leukämie ermöglicht eine antitumorale, klinisch-therapeutische Anwendung bei den untersuchten Entitäten.

A tumor-associated cell surface localization of the heat shock protein 70 (Hsp70) on human tumor cell lines correlates with a recognition and lysis by human natural killer cells (Multhoff et al., 1995; 1997).

In this work a method was established to prepare single viable cells from solid tissue biopsies, which enables immunophenotyping of antigens localized on the cell surface.

Viable cells with an intact plasma membrane were analysed by propidium iodide staining. The content of viable cells was dependent on the macroscopic consistency of the tumor, whereas medullary carcinomas had higher contents of viable cells than simple carcinomas and scirrhous carcinomas, respectively.

Immunophenotyping of the major histocompatibility (MHC) class I molecules was used as a positive control for the analysis of surface antigens. Tumor infiltrating leukocytes were were quantified by flow cytometric analysis of the leucocyte-associated antigen CD45. Both expression of MHC class I molecules and CD45 were detectable on viable cells isolated from tumor specimens independent from tumor consistency.
Immunophenotyping with the stromal tissue-recognizing antibody AS02 showed higher contents of AS02-positive cells in scirrhous than in simple and medullary carcinomas, respectively.
A surface expression of Hsp70 was analysed by the Hsp70-specific antibody cmHsp70.1. Immunophenotyping showed Hsp70-positive cells as a population distinct from CD45-positive leukocytes. A membrane expression of Hsp70 was found on colorectal cancers and liver metastases, gastric cancers, non small cell lung cancers and head and neck cancers.
Furthermore, a co-expression of surface-bound Hsp70 and surface antigens associated with acute myeloid leukemia was shown by flow cytometry of bone marrow aspirats of leukemic patients.
The flow cytometric results have shown that Hsp70 is expressed on the surface of single cells of malignant tumors in vivo, what makes membrane-bound Hsp70 an anti-tumor target, that could be used for a tumor therapy.