Dokument: Entwicklung neuartiger Targeted Therapy-Strategien zur Behandlung des chemotherapieresistenten Ovarialkarzinoms unter besonderer Berücksichtigung von Histondeacetylase-Inhibitoren

Titel:	Entwicklung neuartiger Targeted Therapy-Strategien zur Behandlung des chemotherapieresistenten Ovarialkarzinoms unter besonderer Berücksichtigung von Histondeacetylase-Inhibitoren
Weiterer Titel:	Development of novel targeted therapy strategies for the treatment of chemotherapy-resistant ovarian cancer with special focus on histone deacetylase inhibitors
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=56793
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20210709-131827-4
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Bandolik, Jan Josef [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 45,55 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 06.07.2021 / geändert 06.07.2021
Beitragende:	Prof. Dr. Kassack, Matthias [Gutachter] Prof. Dr. med. Fehm, Tanja [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie
Beschreibungen:	Ovarialkarzinome haben innerhalb der gynäkologischen Krebsarten bei weitem die geringsten Überlebensraten, da sie in der Regel spät diagnostiziert werden und im Laufe ihrer Progression bereits an Aggressivität zugenommen haben. Obwohl viele Ovarialtumore bei Diagnosestellung chemosensitiv sind und beispielsweise auf eine platinhaltige Chemotherapie gut ansprechen, besteht das Problem einer Zytostatikaresistenz. Diese kann sich im Laufe der Behandlung entwickeln und stellt ein Problem für die Behandlung von Rezidiven dar. Daher ergibt sich die Notwendigkeit, Behandlungsstrategien für platinresistente Tumore zu entwickeln, die Ausbildung einer entsprechenden Resistenz zu verlangsamen oder zu verhindern. Das Ziel der Studien dieser Arbeit war die Entwicklung von synergistischen Wirkstoffkombinationen am zellulären Modell. Als zelluläre Systeme wurden vor allem, aber nicht nur, Zelllinien eingesetzt, die als Modelle für hochgradig seröse Ovarialkarzinome (HGSOC) dienen. HGSOC zeichnen sich durch eine erhöhte Aggressivität aus. Epigenetische Dysregulationen, insbesondere eine verstärkte Expression und Aktivität von Histondeacetylasen (HDACs), fördern die initiale Tumorentstehung und Resistenzentwicklung. Daher dienten Histondeacetylase-Inhibitoren (HDACi) als vielversprechende Kombinationspartner, um die Expression Apoptose-relevanter Gene zu modulieren. Es sollte überprüft werden, ob sich durch die Kombination mit HDACi verstärkende Effekte einer Behandlung mit Cisplatin oder dem Proteasom-Inhibitor Bortezomib ergeben. Bortezomib ist vor allem aus der Therapie von hämatologischen Tumoren bekannt und wird dort klinisch erfolgreich eingesetzt. Auch Bortezomib unterstützt die Einleitung der Apoptose, da die Degradierung proapoptotischer Proteine gesenkt wird. Zusätzlich sollte untersucht werden, ob HDACi mit einer bestimmten Klassen-Selektivität vorteilhaft sind. Die Kombinationen wurden hinsichtlich ihrer Zytotoxizität (MTT-Assay) und Apoptose-Auslösung (subG1- und Caspase-3/7-Aktivierungsassay) charakterisiert und teilweise mechanistisch aufgeklärt (Analysen der Genexpression per qPCR, Western Blot und γH2AX-Assay). Die Effekte wurden auf Synergismus untersucht. In der ersten Studie konnte gezeigt werden, dass HSP90-Inhibitoren und Panobinostat (pan-HDACi) grundsätzlich in der Lage sind, Ovarialkarzinom-Zellen gegenüber Cisplatin zu sensitivieren. Die Folgestudie wurde an fünf Zelllinien durchgeführt, die modellhaft für HGSOCs stehen. Es konnte gezeigt werden, dass durch die selektive Inhibierung von Klasse I HDACs durch Entinostat die Zytotoxizität von Cisplatin hochsynergistisch gesteigert werden konnten. Der Effekt war stärker ausgeprägt als unter Verwendung von Panobinostat. Als Basis des Effektes konnte eine superadditive Erhöhung der Rate apoptotischer Zellen bewiesen werden, was in einer Verschiebung der Genexpression hin zu proapoptotischen Genen begründet ist. Eine Erweiterung der dualen Kombination aus Entinostat und Cisplatin um Kinaseinhibitoren (Inhibitoren des epidermalen Wachstumsfaktorrezeptors [Lapatinib und Afatinib] und der Phosphoinositid-3-Kinase [Buparlisib, Dactolisib und BGT-226]) zeigte selbst unter verringerten Konzentrationen von Entinostat eine noch stärkere Erhöhung der Zytotoxizität und Apoptose-Auslösung von Cisplatin. In der nächsten Studie konnte die synergistische Wirkung (Zytotoxizität, Apoptose, Caspase-3/7-Aktivierung und Bildung von γH2AX) von Bortezomib und dem Klasse IIa spezifischen HDACi CHDI-00390576 an (Cisplatin-resistenten) nicht-HGSOC Zelllinien gezeigt werden. Alles in allem bieten die kombinierte Anwendung von (selektiven) HDACi mit Cisplatin oder Bortezomib die Möglichkeit, die Therapie von aggressiven und platinresistenten Ovarialkarzinomen weiterzuentwickeln. Weiterhin konnten vielversprechende Impulse für die Einbeziehung von Kinaseinhibitoren in diese Kombinationstherapie generiert werden. Ovarian carcinomas show by far the lowest survival rates among gynecological cancers, as they are usually diagnosed late and have already become more aggressive during their progression. Although many ovarian cancers are chemosensitive at diagnosis and respond well to platinum-containing chemotherapy, for example, there is the problem of cytostatic resistance. Resistance can develop during the course of treatment and causes a problem for the treatment of relapses. Therefore, the need arises to develop treatment strategies for platinum-resistant tumors, to slow down or prevent the development of such resistance. The aim of the studies in this thesis was to develop synergistic drug combinations using cellular models. The cellular systems used were mainly, but not exclusively, cell lines serving as models for high-grade serous ovarian cancers (HGSOC). HGSOC are characterized by increased aggressiveness. Epigenetic dysregulations, particularly increased expression and activity of histone deacetylases (HDACs) promote initial tumorigenesis and resistance development. Therefore, histone deacetylase inhibitors (HDACi) served as promising combination partners to modulate the expression of apoptosis-related genes. We aimed to investigate whether combination with HDACi would result in enhancing effects of treatment with cisplatin or the proteasome inhibitor bortezomib. Bortezomib is well-known from the therapy of hematological tumors, where it is clinically used with success. Bortezomib also supports the induction of apoptosis by reducing the degradation of proapoptotic proteins. In addition, we aimed to investigate whether HDACi with specific class selectivity are beneficial. Combinations were characterized regarding their cytotoxicity (MTT assay) and apoptosis induction (subG1- and caspase-3/7 activation assays) and investigated for their mechanism by analysis of gene expression (qPCR, Western blot) and DNA damage (γH2AX assay). Functional effects were analyzed for synergism. The first study demonstrated that HSP90 inhibitors and panobinostat (pan-HDACi) are generally able to sensitize ovarian cancer cells towards cisplatin. The follow-up study was performed with five cell lines modeling HGSOCs. It was shown that selective inhibition of class I HDACs by entinostat enhanced the cytotoxicity of cisplatin in a highly synergistic manner. The effect was more pronounced compared to panobinostat. Mechanistically, entinostat led to a superadditive increase in the rate of apoptotic cells, which was based on a shift in gene expression towards proapoptotic genes. An extension of the dual combination of entinostat and cisplatin with kinase inhibitors (epidermal growth factor receptor inhibitors [lapatinib and afatinib] and phosphoinositide 3-kinase [buparlisib, dactolisib, and BGT-226]) showed an even greater increase in cytotoxicity and apoptosis induction of cisplatin even under reduced concentrations of entinostat. In the next study, the synergistic effect (cytotoxicity, apoptosis, caspase-3/7 activation, and formation of γH2AX) of bortezomib and the class IIa specific HDACi CHDI-00390576 was demonstrated on (cisplatin-resistant) non-HGSOC cell lines. All in all, the combined use of (selective) HDACi with cisplatin or bortezomib offer the possibility to improve the therapy of aggressive and platinum-resistant ovarian cancer. Furthermore, promising impulses for the inclusion of kinase inhibitors in this combination therapy could be obtained.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Pharmazie » Pharmazeutische und Medizinische Chemie
Dokument erstellt am:	09.07.2021
Dateien geändert am:	09.07.2021
Promotionsantrag am:	18.03.2021
Datum der Promotion:	06.07.2021