Präklinische und klinische Analyse der Antikörper-Wirkstoffkonjugate Sacituzumab govitecan und Enfortumab vedotin beim metastasierten Prostatakarzinom

Abstract

<strong>Hintergrund</strong> <br/> Die vorliegende Arbeit untersucht präklinisch und klinisch die Bedeutung der Antikörper-Wirkstoff-Konjugate (ADC) Sacituzumab govitecan (SG) und Enfortumab vedotin (EV) beim metastasierten kastrationsresistenten Prostatakarzinom (mCRPC). Ziel war es, die Expression der Zielantigene Trop-2 und Nectin-4 in Tumorgewebe und Zelllinien zu charakterisieren sowie deren Einfluss auf die Wirksamkeit der entsprechenden ADCs zu evaluieren. <br/> Das Prostatakarzinom stellt eine der häufigsten malignen Erkrankungen des Mannes dar und ist insbesondere im metastasierten kastrationsresistenten Stadium mit einer schlechten Prognose und limitierten Therapieoptionen assoziiert. ADCs kombinieren die Spezifität monoklonaler Antikörper mit der Zytotoxizität klassischer Chemotherapeutika und ermöglichen eine gezielte Tumorzellabtötung bei potenziell reduzierter systemischer Toxizität. Vor diesem Hintergrund wurden SG (gerichtet gegen Trop-2) und EV (gerichtet gegen Nectin-4) als neue therapeutische Ansätze untersucht. <br/>

<strong>Methoden</strong> <br/> Es wurden verschiedene humane Prostatakarzinom-Zelllinien (u. a. DU-145, PC-3, LNCaP, 22Rv1) hinsichtlich der Expression von Trop-2 und Nectin-4 mittels Western Blot und Durchflusszytometrie analysiert. Funktionelle Experimente umfassten Zellviabilitätsassays unter Behandlung mit SG bzw. EV sowie genetische Modifikationen durch CRISPR-Cas9-basierte Knock-out-Modelle und retrovirale Überexpressionsmodelle. Ergänzend erfolgte eine immunhistochemische Untersuchung von Patientenkohorten: Für Trop-2 wurden 31 zerebrale Metastasen von mCRPC-Patienten analysiert, für Nectin-4 eine Kohorte aus Primärtumoren (n=48) und verschiedenen Metastasen (n=22). <br/>

<strong>Ergebnisse</strong> <br/> Die Ergebnisse zeigen eine ausgeprägte Trop-2-Expression in zerebralen Metastasen des mCRPC. Insgesamt wiesen 27 von 31 Proben eine mäßige bis starke Expression (H-Score ≥100) auf, während Nectin-4 in diesen Läsionen nicht nachweisbar war. In vitro konnte gezeigt werden, dass die Wirksamkeit von SG direkt von der Trop-2-Expression abhängt: Trop-2-positive DU-145-Zellen reagierten sensitiv auf SG, während Trop-2-negative PC-3-Zellen resistent waren. Eine künstliche Überexpression von Trop-2 führte zu einer Sensibilisierung gegenüber SG, wohingegen der Knock-out von Trop-2 eine Resistenz induzierte. <br/> Im Gegensatz dazu zeigte sich für Nectin-4 ein heterogenes Expressionsmuster. In Primärtumoren sowie in häufigen Metastasenlokalisationen wie Lymphknoten, Knochen und Leber war Nectin-4 überwiegend nicht oder nur schwach exprimiert. Eine relevante membranöse Expression fand sich ausschließlich in Lungen- und Peritonealmetastasen. Entsprechend war die Wirksamkeit von EV in Zelllinien ebenfalls abhängig von der Nectin-4-Expression: Nectin-4-positive Zelllinien (z. B. LNCaP) zeigten eine dosisabhängige Wachstumshemmung, während Nectin-4-negative Zellen resistent blieben. <br/>

<strong>Zusammenfassung</strong> <br/> Zusammenfassend liefert diese Arbeit eine präklinische und klinische Grundlage für den Einsatz von ADCs beim mCRPC. Die hohe Trop-2-Expression in zerebralen Metastasen und die nachgewiesene Expressionsabhängigkeit der SG-Wirksamkeit sprechen für ein therapeutisches Potenzial von SG in diesem schwer behandelbaren Patientenkollektiv. Für EV zeigt sich hingegen, dass eine Anwendung nur für ausgewählte Subgruppen mit nachweisbarer Nectin-4-Expression sinnvoll erscheint. Insgesamt unterstreichen die Ergebnisse die Bedeutung einer prätherapeutischen Biomarker-Analyse zur Patientenselektion und legen die Grundlage für zukünftige klinische Studien und einer gezielten und patientenindividuellen Tumortherapie.

<strong>Preclinical and clinical analysis of the antibody-drug conjugates Sacituzumab govitecan and Enfortumab vedotin in metastatic prostate cancer</strong> <br/> <strong>Background</strong> <br/> This study investigates, both preclinically and clinically, the role of the antibody-drug conjugates (ADCs) Sacituzumab govitecan (SG) and Enfortumab vedotin (EV) in metastatic castration-resistant prostate cancer (mCRPC). The aim was to characterize the expression of the target antigens Trop-2 and Nectin-4 in tumor tissue and cell lines and to evaluate their influence on the efficacy of the corresponding ADCs. <br/> Prostate cancer is one of the most common malignant diseases in men and is associated with a poor prognosis and limited treatment options, particularly in the metastatic castration-resistant stage. ADCs combine the specificity of monoclonal antibodies with the cytotoxicity of conventional chemotherapeutic agents and enable targeted tumor cell killing with potentially reduced systemic toxicity. Against this background, SG (targeted against Trop-2) and EV (targeted against Nectin-4) were investigated as new therapeutic approaches. <br/>

<strong>Methods</strong> <br/> Various human prostate cancer cell lines (including DU-145, PC-3, LNCaP, and 22Rv1) were analyzed for the expression of Trop-2 and Nectin-4 using Western blot and flow cytometry. Functional experiments included cell viability assays following treatment with SG or EV, as well as genetic modifications using CRISPR-Cas9-based knockout models and retroviral overexpression models. In addition, an immunohistochemical analysis of patient cohorts was performed: For Trop-2, 31 cerebral metastases from mCRPC patients were analyzed; for Nectin-4, a cohort of primary tumors (n=48) and various metastases (n=22) was analyzed. <br/>

<strong>Results</strong> <br/> The results show pronounced Trop-2 expression in cerebral metastases of mCRPC. Overall, 27 of 31 samples exhibited moderate to strong expression (H-score ≥100), while Nectin-4 was not detectable in these lesions. In vitro, it was demonstrated that the efficacy of SG depends directly on Trop-2 expression: Trop-2-positive DU-145 cells were sensitive to SG, whereas Trop-2-negative PC-3 cells were resistant. Artificial overexpression of Trop-2 led to sensitization to SG, whereas Trop-2 knockout induced resistance. <br/> In contrast, Nectin-4 exhibited a heterogeneous expression pattern. In primary tumors as well as in common metastatic sites such as lymph nodes, bone, and liver, Nectin-4 was predominantly not expressed or only weakly expressed. Significant membrane expression was found exclusively in lung and peritoneal metastases. Accordingly, the efficacy of EV in cell lines was also dependent on Nectin-4 expression: Nectin-4-positive cell lines (e.g., LNCaP) exhibited dose-dependent growth inhibition, whereas Nectin-4-negative cells remained resistant. <br/>

<strong>Summary</strong> <br/> In summary, this study provides a preclinical and clinical basis for the use of ADCs in mCRPC. The high Trop-2 expression in cerebral metastases and the demonstrated expression-dependence of SG efficacy suggest therapeutic potential for SG in this difficult-to-treat patient population. For EV, however, it appears that use is only appropriate for selected subgroups with detectable Nectin-4 expression. Overall, the results underscore the importance of pre-treatment biomarker analysis for patient selection and lay the foundation for future clinical trials and targeted, patient-specific tumor therapy.