Dokument: Analysen synergistischer Wirkungen einer PARP-Inhibitor-basierten Kombinationstherapie auf Cisplatin-resistente und -sensitive Urothelkarzinomzellen
| Titel: | Analysen synergistischer Wirkungen einer PARP-Inhibitor-basierten Kombinationstherapie auf Cisplatin-resistente und -sensitive Urothelkarzinomzellen | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=68880 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20250314-084421-3 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Bartkowiak, Anna Liselotte [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Priv. Doz. Dr. rer. nat. Hoffmann, Michèle J. [Gutachter] Prof. Dr. rer. nat. Suschek, Christoph V. [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Zur Behandlung des fortgeschrittenen invasiven Urothelkarzinoms (UC) wird die Cisplatin basierte Chemotherapie eingesetzt, obwohl Resistenzen gegen das Chemotherapeutikum die Therapieeffizienz häufig wesentlich beeinflussen. Die molekularen Mechanismen der Cisplatin-Resistenz sind multifaktoriell, so dass neue multikausale Kombinationsbehandlungen benötigt werden, um diese zu überwinden. Ziel dieser Arbeit war daher die Untersuchung Cisplatin-sensitiver UC-Zelllinien sowie ihrer Cisplatin resistenten Sublinien (LTTs) auf das Ansprechen gegenüber neuer Kombinationstherapien. Als Kombinationspartner dienten zum einen epigenetische Inhibitoren, insbesondere der Bromodomänen-Proteine (BETi; PLX51107), die Histonacetylierungen erkennen und über ihre Funktion bei der Transkriptionsregulation genomweite Wirkungen entfalten. Zum anderen wurden PARP-Inhibitoren (PARPi; Olaparib und Talazoparib) als Inhibitoren der DNA Reparatur, speziell des Reparaturwegs der nicht homologen Endverknüpfung (NHEJ), als Kombinationspartner untersucht. Durch PARPi werden Zellen stark abhängig von der homologen Rekombinationsreparatur (HR) für die Korrektur von DNA-Strangbrüchen. Ist die HR auch defizient, wie z.B. bei BRCA-mutierten Ovarialkarzinomen (BRCAness), zu dessen Therapie PARPi zugelassen sind, entsteht synthetische Letalität. In meist BRCA-wildtypischen UC-Zellen (UCCs) kann ein BRCAness-Phänotyp künstlich durch epigenetische Inhibitoren der Histonacetylierung wie z.B. PLX51107 induziert werden. Zudem wirken solche Substanzen DNA-schädigend. Hieraus ergab sich die Rationale in dieser Arbeit die Kombination von BET und PARP-Inhibitoren auf synergistische Effekte mit Hilfe der Chou-Talalay Methode zu untersuchen. Beide PARPi wirkten mit dem BETi synergistisch in UCCs und LTTs. Durch die synergistische Wirkung waren Dosisreduktionen möglich, die besser toleriert wurden von benignen HBLAK-Zellen. Da Olaparib bereits seit mehreren Jahren für andere Tumorentitäten klinisch zugelassen ist, wurde die zelluläre und molekulare Wirkung dieser Kombination genauer untersucht. Mittels Durchflusszytometrie wurde ein Zellzyklusarrest festgestellt, auch das klonogene Wachstum über zwei Wochen war stark reduziert. Die durchflusszytometrisch nachgewiesene Apoptose-Induktion konnte über PARP-Spaltung über Western Blot Analyse verifiziert werden. Auch Genexpressionsveränderungen von Komponenten der DNA-Reparatur wurden mittels quantitativer RT-PCR bestätigt. Über in silico-Analysen von Transkriptomdaten wurden Kandidaten identifiziert, die für das Ansprechen auf die Inhibitoren relevant sein könnten. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass die Kombination aus einem PARPi und einem BETi eine vielversprechende therapeutische Option für Patienten mit einem fortgeschrittenen invasiven UC sein kann, auch als Zweitlinientherapie nach erfolgter Chemotherapie. Die klinische Anwendbarkeit von PARPi könnte somit auch auf Urothelkarzinome ohne HR-Defizienz ausgedehnt werden.Cisplatin-based chemotherapy is used for the treatment of advanced invasive urothelial carcinoma (UC), although chemoresistance often has a significant impact on treatment efficacy. The molecular mechanisms of cisplatin resistance are multifactorial, so that new multicausal combination treatments are needed to overcome them. The aim of this work was therefore to investigate cisplatin-sensitive UC cell lines and their cisplatin-resistant sublines (LTTs) for their response to new combination therapies. Epigenetic inhibitors, in particular of the bromodomain proteins (BETi; PLX51107), which recognize histone acetylation and exert genome-wide effects via their function in transcription regulation, served as combination partners. On the other hand, PARP inhibitors (PARPi; olaparib and talazoparib) were investigated as inhibitors of DNA repair, especially of the non homologous end joining repair pathway (NHEJ), as combination partners. By PARPi cells become highly dependent on homologous recombination repair (HR) for the correction of DNA strand breaks. If the HR is also deficient, e.g. in BRCA-mutated ovarian carcinomas (BRCAness), for whose therapy PARPi are approved, synthetic lethality occurs. In mostly BRCA-wildtype UC cells (UCCs), a BRCAness phenotype can be artificially induced by epigenetic inhibitors of histone acetylation such as PLX51107. In addition, such substances have a DNA damaging effect. This led to the rationale in this study to investigate the combination of BET and PARP inhibitors for synergistic effects using the Chou-Talalay method. Both PARPi acted synergistically with the BETi in UCCs and LTTs. The synergistic effect enabled dose reductions that were better tolerated by benign HBLAK cells. Since olaparib is already clinically approved for other tumour entities for many years, the cellular and molecular effects of this combination were investigated in more detail. Flow cytometry revealed cell cycle arrest and clonogenic growth over two weeks was also strongly reduced. Apoptosis induction detected by flow cytometry was verified by PARP cleavage using Western blot analysis. Gene expression changes of DNA repair components were confirmed by quantitative RT-PCR. In silico analyses of transcriptome data were used to identify candidates that could be relevant for the response to the inhibitors. The results of this study show that the combination of a PARPi and a BETi can be a promising therapeutic option for patients with advanced invasive UC, also as second-line therapy after chemotherapy. The clinical applicability of PARPi could thus also be extended to urothelial carcinomas without HR deficiency. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 14.03.2025 | |||||||
| Dateien geändert am: | 14.03.2025 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 17.08.2024 | |||||||
| Datum der Promotion: | 21.01.2025 |
