Dokument: Neue Therapieansätze für das cisplatinresistente triple-negative Mammakarzinom

Titel:	Neue Therapieansätze für das cisplatinresistente triple-negative Mammakarzinom
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=50792
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20190927-085101-9
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Gohr, Katharina [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 4,82 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 10.09.2019 / geändert 10.09.2019
Beitragende:	Prof. Dr. Kassack, Matthias U. [Gutachter] Prof. Dr. Gohlke, Holger [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie
Beschreibungen:	Für triple-negative Mammakarzinome (TNBC) sind keine individualisierten Therapien, die über die klassischen Zytostatika hinausgehen, etabliert. Aus diesem Grund bleibt die klassische Chemotherapie die pharmakologische Behandlungsoption. Cisplatin wurde insbesondere an TNBCs wieder in klinischen Studien untersucht, besitzt aber den bekannten Nachteil der Entwicklung von Resistenzen. Ziel dieser Arbeit war es, die Resistenzmechanismen in einer cisplatinresistenten TNBC-Zelllinie zu identifizieren und basierend darauf zielgerichtete Therapien auszuwählen. Dafür wurde die TNBC-Zelllinie HCC38 wöchentlichen Behandlungen mit Cisplatin ausgesetzt. Dies führte zur Generierung der neuen Zelllinie HCC38CisR, die einen Resistenzfaktor von 3,5 gegenüber der Ursprungszelllinie zeigte. Die Analyse der Aktivierung von Signalwegen, die das Überleben der Zellen fördern, mittels Immunfärbung von phosphorylierten Rezeptortyrosinkinasen zeigte, dass der epidermal growth factor receptor (EGFR) und der insulin-like growth factor 1 receptor (IGF1R) in der cisplatinresistenten Zelllinie deutlich stärker aktiviert waren. Daraufhin wurden die Inhibitoren der beiden Rezeptoren Lapatinib und NVP-AEW541 hinsichtlich ihres Einflusses auf die Zellproliferation und Cisplatinsensitivität untersucht. Die Kombination von Lapatinib und NVP-AEW541 wirkte an der Zelllinie HCC38CisR hinsichtlich der Zellproliferation und der Induktion von Apoptose synergistisch. Dabei war insbesondere die fast 7-fache Steigerung der Zytotoxizität von Lapatinib durch die gleichzeitige Behandlung mit NVP-AEW541 beachtenswert. Nichtsdestotrotz konnten beide Inhibitoren die Cisplatinsensitivität nicht wiederherstellen. Im Gegensatz dazu wirkte der Inhibitor der beiden den RTKs nachgeschalteten Kinasen Phosphoinositid-3-Kinase (PI3K) und mechanistic Target of Rapamycin (mTOR), NVP-BEZ235, synergistisch mit Cisplatin und revertierte die Cisplatinresistenz vollständig. Auch Histon-Deacetylase (HDAC) Inhibitoren haben bereits ihre Fähigkeit gezeigt, Tumorzellen für die Behandlung mit anderen Zytostatika, wie beispielsweise Cisplatin, zu sensitivieren. Deshalb wurden die Effekte des neuen HDAC Inhibitors LMK235 auf die kurzzeitige und langfristige Behandlung mit Cisplatin an den Zelllinien HCC38 und HCC38CisR untersucht. LMK235 wirkte in einer zeit- und konzentrationsabhängigen Weise in beiden Zelllinien synergistisch mit Cisplatin. Dabei zeigte sich ein Vorteil für die Präinkubation der Zelllinien mit dem HDAC Inhibitor vor der Behandlung mit Cisplatin. Die Ausbildung einer Cisplatinresistenz der Zelllinie HCC38 konnte durch dauerhafte Inkubation mit LMK235 partiell verhindert werden. Genexpressions-Daten, die mittels Microarray-Analyse erhoben wurden, zeigten, dass die negative Regulation des ErbB-Signalwegs durch LMK235 in der Zelllinie HCC38CisR einen potentiellen Wirkmechanismus darstellte. Infolgedessen wurde LMK235 mit NVP-BEZ235 kombiniert, wodurch der Effekt auf die Cisplatinsensitivität von HCC38CisR weiter gesteigert werden konnte. Die verstärkte Aktivität des EGFR und des IGF1R, detektiert als Phosphorylierung, bei gleichzeitiger Aktivierung von Akt trug somit zur Cisplatinresistenz der TNBC-Zelllinie bei und könnte einen potentiellen Biomarker für die vorgeschlagenen zielgerichteten Therapien darstellen. Ein weiterer Ansatz zur Überwindung der Cisplatinresistenz stellt die Entwicklung neuer Zytostatika dar, deren Wirkung unabhängig vom Resistenzstatus gegenüber Cisplatin ist. Der Naturstoff Torrubiellin B, ein dimeres Anthracen-Derivat, wurde an verschiedenen cisplatinsensitiven und – resistenten Zelllinien getestet und zeigte eine schnell einsetzende zytotoxische Wirkung, die unabhängig von der Cisplatinsensitivität war. Torrubiellin B wurde in verschiedenen Assays hinsichtlich eines potentiellen Wirkmechanismus charakterisiert. Der Naturstoff konnte das mitochondriale Membranpotential deutlich absenken, die Integrität der Zellmembran stören, einen G1-Zellzyklusarrest verursachen und die HSP90-Maschinerie inhibieren. Die vermutlich durch ein Zusammenspiel all dieser Mechanismen induzierte Apoptose in den Tumorzelllinien, zeigte, dass Torrubiellin B ein potentielle Hitstruktur für die Entwicklung neuer Zytostatika darstellt. Widely established targeted therapies directed at triple negative breast cancer (TNBC) are missing. Classical chemotherapy remains the systemic treatment option. Cisplatin has been tested in TNBC but bears the well-known disadvantage of resistance development. The aim of this study was to identify resistance mechanisms in a cisplatin-resistant TNBC cell line and select targeted therapies based on these findings. For this purpose the TNBC cell line HCC38 was subjected to intermittent cisplatin treatment resulting in the 3.5-fold cisplatin-resistant subclone HCC38CisR. Activation of pro-survival pathways in HCC38CisR was explored by immunostaining of phospho-receptor tyrosine kinases and revealed increased phosphorylation of epidermal growth factor receptor (EGFR) and insulin-like growth factor 1 receptor (IGF1R). Based on these findings, targeted therapies (NVP-AEW541, lapatinib and NVP-BEZ235) against activated pathways were investigated regarding cancer cell growth and cisplatin sensitivity. Simultaneous inhibition of EGFR and IGF1R in the cisplatin resistant TNBC cell line HCC38CisR was synergistic with respect to inhibition of cell proliferation and induction of apoptosis. Notably, treatment with NVP-AEW541 increased potency of lapatinib almost seven-fold. However, both compounds could not restore cisplatin sensitivity completely. In contrast, the dual phosphoinositide 3-kinase (PI3K) and mechanistic target of rapamycin (mTOR) inhibitor NVP-BEZ235 acted synergistically with cisplatin in HCC38CisR and fully restored cisplatin sensitivity. Histone deacetylase (HDAC) inhibitors have already shown their potential to sensitize cancer cells to chemotherapeutic drugs like cisplatin. For this reason HCC38 and HCC38CisR were subjected to treatment with the newly established HDAC inhibitor LMK235. Its effect on short-term and long-term intermittent cisplatin treatment was evaluated. LMK235 acted synergistically with cisplatin in HCC38 and HCC38CisR. Effectiveness was time- and concentration-dependent and showed that pretreatment with LMK235 is favorable in both TNBC cell lines subsequently treated with cisplatin. Incubating HCC38 in permanent presence of LMK235 could partly prevent development of cisplatin resistance in the course of long-term intermittent cisplatin treatment. Microarray data elicited negative regulation of ErbB-signaling pathway as one potential target of LMK235 that influenced cisplatin sensitivity in HCC38CisR. Consequently a combination with PI3K/mTOR inhibitor NVP-BEZ235 enhanced efficacy of LMK235 on cisplatin sensitivity in HCC38CisR. Increased activation, detected as phosphorylation, of EGFR and IGF1R accompanied by Akt activation might therefore contribute to the development of cisplatin resistance and may serve as a potential biomarker for the suggested targeted therapies in cisplatin resistant TNBC. Another approach in overcoming cisplatin resistance is the discovery of new cytostatic drugs out of naturally occurring compounds that act independently of a possible cisplatin resistance. Cytotoxicity of Torrubiellin B, a dimeric anthracene derivative, was evaluated at different cisplatin sensitive and –resistant cell lines. It showed a strong cytotoxic activity that was independent of cisplatin sensitivity in the cell lines. In different assays potential mode of action of Torrubiellin B was evaluated. The compound could uncouple mitochondrial membrane potential, influence membrane integrity, induced G1-phase arrest and inhibited HSP90 machinery. Induction of apoptosis which presumably relied on interplay of all these effects of Torrubiellin B showed that this natural compound might serve as a hit compound for the development of new cytostatic drugs.
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Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Pharmazie » Pharmazeutische und Medizinische Chemie
Dokument erstellt am:	27.09.2019
Dateien geändert am:	27.09.2019
Promotionsantrag am:	24.05.2019
Datum der Promotion:	11.07.2019