Aufklärung von Resistenzmechanismen gegen Cisplatin und PARP-Inhibitoren in Ovarialkarzinomzellen mit besonderem Fokus auf Signalwegen der Redox Homöostase und DNA Reparatur

Abstract

Ovarialkarzinome unterliegen einer hohen Resistenzbildungsrate, die in der Klinik häufig zum Tod der Patientinnen führt. Zur Aufklärung von Mechanismen der Toleranz gegen das etablierte Zytostatikum Cisplatin werden zunächst organische Goldverbindungen untersucht. Sie weisen eine sehr hohe Wirksamkeit, auch in cisplatinresistenten Zellen, auf. Durch die Hemmung der Thioredoxinreduktase greifen sie in die Redox-Balance der Zellen ein. Die Quantifizierung von Proteinen des Redoxsystems und Kombinationsbehandlungen decken Unterschiede in der Wirkweise von Cisplatin und den Goldverbindungen auf, die zudem nicht miteinander synergieren. Die Kinase ERK geht als wichtiger Regulator der Apoptose hervor, mit gegensätzlicher Rolle in der Reaktion auf die beiden Substanzklassen. <br /> Zudem stehen Signalwege im Fokus, welche in Folge platininduzierter DNA-Schäden eingeleitet werden. Zellviabilitäts- und Apoptoseassays stellen die ATR-Kinase dafür als besonders bedeutsam heraus. Die Kombination mit ihrem selektiven Inhibitor Elimusertib in subtoxischen Mengen führt zur Überwindung der Resistenz, unabhängig ob diese erworben ist oder intrinsisch vorliegt. Diese Befunde sind durch einen transienten knockdown von ATR bestätigt. Der Resistenzüberwindung ursächlich sind die Hemmung der nachgeschalteten CHK1 sowie eine reduzierte DNA-Reparatur mittels homologer Rekombination. Dass dies nur unter der Kombinationsbehandlung auftritt, unterstreicht die große Synergie von Cisplatin und Elimusertib. Die Abwesenheit der mit ATR assoziierten Helikase Slfn11 wird als Resistenzmarker gesehen, was auf die hier untersuchten Zellsysteme nicht universell zutrifft. Ihre mittels des HDAC-Inhibitors Entinostat induzierte Re-Expression sensitiviert die Zellen jedoch gegen Cisplatin und bietet damit therapeutisches Potential. <br /> Dieser Ansatz überwindet auch eine de novo Resistenz gegen die PARP-Inhibitoren Niraparib und Olaparib, die derzeit als Erhaltungstherapie für Ovarialkarzinome zugelassen sind. Sie zeigen eine heterogene Effektivität in den untersuchten Zelllinien und keine Synergie mit Cisplatin. Auch für diese Substanzklasse ist ATR als attraktives Ziel zur Resistenzüberwindung in Erscheinung getreten. Mit ATM zudem eine weitere Kinase, die Signalwege der DNA-Reparatur einleitet. Ihr selektiver Inhibitor AZD1390 erwirkt eine starke Sensitivierung gegen PARPi, nicht jedoch gegen Cisplatin. Durchflusszytometrische Untersuchungen zeigen, dass dessen Kombination mit Niraparib zu einer massiven Fehlregulierung des Zellzyklus führt. Zudem gibt es eine Verbindung zum Hitzeschockprotein HSP27, welches in allen resistenten Zellen enorm hochreguliert ist und durch AZD1390 in seiner Aktivität beeinträchtigt wird. <br /> Die vielversprechenden Ansätze zur Resistenzüberwindung mittels TrxR-, ATR-, ATM- oder HDAC-Inhibition müssen nun durch in vivo Versuche auf Verträglichkeit sowie die Übertragbarkeit dieser Resultate in die Praxis getestet werden.