Zeitschrift für klinische und experimentelle Pharmakologie

Abstrakt

Verticillin A hemmt das Wachstum von Leiomyosarkomen und bösartigen peripheren Nervenscheidentumoren durch Induktion der Apoptose

Zewdu A, Lopez G, Braggio D, Kenny C, Constantino D, Bid HK, Batte K, Iwenofu OH, Oberlies NH, Pearce CJ, Strohecker AM, Lev D, Pollock RE *

Ziel: Die Heterogenität von Weichteilsarkomen (STS) stellt eine große Herausforderung für die Entwicklung wirksamer Therapeutika dar. STS-Subtypen bestehen aus über 50 verschiedenen histologischen Subtypen unterschiedlicher Ätiologie und werden weiter als entweder karyotypisch einfach oder komplex charakterisiert. Aufgrund der Anzahl genetischer Anomalien, die mit genetisch komplexen STS in Zusammenhang stehen, ist die Entwicklung von Therapien, die eine Wirksamkeit gegen diesen STS-Cluster aufweisen, besonders anspruchsvoll und dennoch dringend erforderlich. Verticillin A ist ein niedermolekulares Naturprodukt mit nachgewiesener Antikrebsaktivität; die Wirksamkeit dieses Wirkstoffs wurde jedoch noch nie bei STS untersucht. Daher war das Ziel dieser Studie, Verticillin A als potenzielles STS-Therapeutikum zu untersuchen.

Methoden: Wir führten Überlebens- (MTS) und Klonogenanalysen durch, um die Auswirkungen dieses Wirkstoffs auf die Lebensfähigkeit und Koloniebildungsfähigkeit von karyotypisch komplexen STS-Zelllinien zu messen: maligner peripherer Nervenscheidentumor (MPNST) und Leiomyosarkom (LMS). Die In-vitro-Auswirkungen von Verticillin A auf die Apoptose wurden durch Annexin V/PI-Durchflusszytometrieanalyse und durch Messung der fluoreszenzmarkierten gespaltenen Caspase 3/7-Aktivität untersucht. Die Auswirkungen auf den Zellzyklusverlauf wurden durch zytometrische Messung der Propidiumiodid-Interkalation beurteilt. In-vivo-Studien wurden mit MPNST-Xenograft-Modellen durchgeführt. Tumore wurden verarbeitet und mittels Immunhistochemie (IHC) auf die Auswirkungen von Verticillin A auf Wachstum (Ki67) und Apoptose (gespaltene Caspase 3) analysiert.

Ergebnisse: Die Behandlung mit Verticillin A führte nach 24 Stunden zu einem verringerten STS-Wachstum und einem Anstieg der apoptotischen Werte. 100 nM Verticillin A induzierte nach 24 Stunden eine signifikante Unterbrechung des Zellwachstums (96,7, 88,7, 72,7, 57 und 39,7 % Reduktion von LMS1, S462, ST88, SKLMS1 bzw. MPNST724). Wir beobachteten keinen Stillstand des Zellzyklus, erhöhte Annexinwerte und eine fast zweifache Erhöhung der gespaltenen Caspase 3/7-Aktivität in allen MPNST- und LMS-Zelllinien. Kontrollzellen normaler menschlicher Schwann-Zellen (HSC) und Aorten-Glattmuskelzellen (HASMC) zeigten im Vergleich zu Sarkomzelllinien eine höhere Toleranz gegenüber der Behandlung mit Verticillin A, obwohl bei der höchsten Behandlungsdosis bei HSC eine Toxizität beobachtet wurde. In-vivo-Studien spiegelten die In-vitro-Ergebnisse wider: Bis zum 11. Tag war die Tumorgröße in MPNST724-Xenograft-Modellen bei einer Behandlung mit 0,25 und 0,5 mg/kg Verticillin A signifikant reduziert. Darüber hinaus zeigte die IHC-Bewertung von Tumoren eine Zunahme gespaltener Caspase 3 und eine verringerte Proliferation (Ki67) nach der Behandlung mit Verticillin A.

Schlussfolgerung: Fortschritte in der Behandlung des karyotypisch komplexen STS werden durch die hohe Anzahl genetischer Anomalien bei diesen Krankheiten erschwert. Daher ist die Identifizierung und Untersuchung neuer Therapien dringend erforderlich. Unsere Daten legen nahe, dass Verticillin A das Wachstum von MPNST und LMS durch Induktion der Apoptose selektiv hemmt und gleichzeitig nur minimale bis mäßige Auswirkungen auf normale Zellen hat. Nach zusätzlicher präklinischer Validierung weist Verticillin A damit auf eine mögliche Behandlung von MPNST und LMS hin.