Synergistische Effekte des spezifischen COX-2-Inhibitors Celecoxib und des SERM Ly 117018 auf Mammakarzinomzellen in vitro

Mammakarzinome sind die häufigsten malignen Tumore der Frau. Die Analyse der Östrogen(ER)- und Progesteronrezeptoren (PR) wird routinemäßig durchgeführt. Der Rezeptorstatus stellt einen Prädiktions- und Prognosefaktor dar. ER+- Mammakarzinome lassen sich mit Selective estrogen receptor modulators (SERMs) behandeln. Zu dieser Gruppe gehört Ly117018, ein Raloxifenanalogon: Raloxifen besitzt ein chemopräventives Potential, in klinischen Studien konnte die Verringerung der Inzidenz des invasiven Mammakarzinoms gezigt werden. Cyclooxygenasen (COX) sind die Schlüsselenzyme für die Bildung von Prostaglandinen aus Arachidonsäure, zwei Enzymproteine, COX1 und COX2 sind molekular charakterisiert.. Eine hohe COX2- Expression in Brustkrebszellen korreliert mit einer schlechteren Prognose, dem Nachweis von Lymphknotenmetastasen, schlechter Differenzierung, großer Tumormasse und starker vaskulärer Invasion. Ein selektiver COX2- Hemmer ist Celecoxib, das in Studien das Brustkrebsrisiko signifikant senkte. In dieser Arbeit wurdeerstmalig die Hypothese experimentell geprüft, dass Celecoxib und Ly117018 synergistisch die Proliferation von zwei Mammakarzinom- Zelllinien, eine ER+- (MCF- 7) und eine ER- (MDA- MB435)- Linie, hemmt. Die Hypothese des möglichen Synergismus basiert auf bekannten Interaktionen in der Signaltransduktion, die zwischen Prostaglandinen (PGE2) und dem RAS- Onkogen beschrieben sind, der regulatorischen Wechselwirkung zwischen ER-, Aromatase- und COX2-Expression und Aktivität, so wie membraninduzierten Effekten von Östrogen. Als Methoden wurden Proliferationsassays in vitro mit colorimetrischer Analyse und Zellzyklusanalysen mit Hilfe der Flowcytometry durchgeführt. Mittels Western- Blots und Immunocetektion wurden die Akt- Proteinmenge und die Akt- Phosphorylierung semiquantitativ bestimmt. Für Ly117018 wurde eine signifikante Wachstumshemmung (bei 1μmolar mit P < 0,05) mit einem Zellzyklusarrest in der G1- Phase und Hemmung der Phosphorylierung von Akt bei der ER+- Zelllinie festgestellt. Ly117018 hatte als Einzelsubstanz keinen Effekt auf die ER- Zelllinie. Celecoxib verursachte eine signifikante Proliferationshemmung (bei 50μmolar mit P < 0,05) in beiden behandelten Zelllinien. MCF- 7 reagierte mit einem Zellzyklusarrest, MDA- MB mit Zelluntergang und Zellzyklusarrest. Beide Zelllinien zeigten eine Hemmung der Phosphorylierung von Akt zu P- Akt infolge der Behandlung mit den Substanzen. Es konnte für die Kombinationen Celecoxib 30μmolar + Ly117018 0,6μmolar und Celecoxib 10μmolar + Ly117018 0,03μmolar ein Synergismus mit einem Interaktionsindex < 1 nachgewiesen werden. Im Synergismus reagierten die Zellen mit einer Kombination aus Zellzyklusarrest und Zelluntergang. Ebenso konnte für die erfolgreichen Kombinationen eine Hemmung der Phosphorylierung von Akt nachgewiesen werden. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, daß Celecoxib ein potenter Wachstumshemmer für ER+-, wie auch für ER- Mammakarzinomzellen in vitro ist. Ly117018 ist ein potenter Wachstumshemmer für ER+ Mammakarzinomzellinien. Erstmalig konnte ein Synergismus experimentell für ausgewählte Konzentrationen, in Proliferationsexperimenten, Zellzyklusanalysen und Akt- Phosphorylierungen, nachgewiesen werden, so für die Kombinationen Celecoxib 30μmolar + Ly117018 0,6μmolar und Celecoxib 10μmolar + Ly117018 0,03μmolar mit einem Interaktionsindex < 1. Die erzielten Ergebnisse zeigen erstmalig einen synergistischen antiproliferativen Effekt von Celecoxib und Ly117018 bei hormonabhängigen und –unabhängigen Mammakarzinomzellen in vitro, assoziiert ist ein Verminderung der Phosphorylierung der Serin/Threoninkinase Akt. Die neuen Daten dieser Arbeit sowie aus der Literatur rechtfertigen weitere Versuche mit beiden Substanzen an Mammkarzinomzellinien und unterstützen die Perspektive, beide Substanzen beim Mammakarzinom auch in klinischen Studien zu prüfen

Synergistische Effekte des spezifischen COX-2-Inhibitors Celecoxib und des SERM Ly 117018 auf Mammakarzinomzellen in vitro

Mammakarzinome sind die häufigsten malignen Tumore der Frau. Die Analyse der Östrogen(ER)- und Progesteronrezeptoren (PR) wird routinemäßig durchgeführt. Der Rezeptorstatus stellt einen Prädiktions- und Prognosefaktor dar. ER+- Mammakarzinome lassen sich mit Selective estrogen receptor modulators (SERMs) behandeln. Zu dieser Gruppe gehört Ly117018, ein Raloxifenanalogon: Raloxifen besitzt ein chemopräventives Potential, in klinischen Studien konnte die Verringerung der Inzidenz des invasiven Mammakarzinoms gezigt werden. Cyclooxygenasen (COX) sind die Schlüsselenzyme für die Bildung von Prostaglandinen aus Arachidonsäure, zwei Enzymproteine, COX1 und COX2 sind molekular charakterisiert.. Eine hohe COX2- Expression in Brustkrebszellen korreliert mit einer schlechteren Prognose, dem Nachweis von Lymphknotenmetastasen, schlechter Differenzierung, großer Tumormasse und starker vaskulärer Invasion. Ein selektiver COX2- Hemmer ist Celecoxib, das in Studien das Brustkrebsrisiko signifikant senkte. In dieser Arbeit wurdeerstmalig die Hypothese experimentell geprüft, dass Celecoxib und Ly117018 synergistisch die Proliferation von zwei Mammakarzinom- Zelllinien, eine ER+- (MCF- 7) und eine ER- (MDA- MB435)- Linie, hemmt. Die Hypothese des möglichen Synergismus basiert auf bekannten Interaktionen in der Signaltransduktion, die zwischen Prostaglandinen (PGE2) und dem RAS- Onkogen beschrieben sind, der regulatorischen Wechselwirkung zwischen ER-, Aromatase- und COX2-Expression und Aktivität, so wie membraninduzierten Effekten von Östrogen. Als Methoden wurden Proliferationsassays in vitro mit colorimetrischer Analyse und Zellzyklusanalysen mit Hilfe der Flowcytometry durchgeführt. Mittels Western- Blots und Immunocetektion wurden die Akt- Proteinmenge und die Akt- Phosphorylierung semiquantitativ bestimmt. Für Ly117018 wurde eine signifikante Wachstumshemmung (bei 1μmolar mit P < 0,05) mit einem Zellzyklusarrest in der G1- Phase und Hemmung der Phosphorylierung von Akt bei der ER+- Zelllinie festgestellt. Ly117018 hatte als Einzelsubstanz keinen Effekt auf die ER- Zelllinie. Celecoxib verursachte eine signifikante Proliferationshemmung (bei 50μmolar mit P < 0,05) in beiden behandelten Zelllinien. MCF- 7 reagierte mit einem Zellzyklusarrest, MDA- MB mit Zelluntergang und Zellzyklusarrest. Beide Zelllinien zeigten eine Hemmung der Phosphorylierung von Akt zu P- Akt infolge der Behandlung mit den Substanzen. Es konnte für die Kombinationen Celecoxib 30μmolar + Ly117018 0,6μmolar und Celecoxib 10μmolar + Ly117018 0,03μmolar ein Synergismus mit einem Interaktionsindex < 1 nachgewiesen werden. Im Synergismus reagierten die Zellen mit einer Kombination aus Zellzyklusarrest und Zelluntergang. Ebenso konnte für die erfolgreichen Kombinationen eine Hemmung der Phosphorylierung von Akt nachgewiesen werden. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, daß Celecoxib ein potenter Wachstumshemmer für ER+-, wie auch für ER- Mammakarzinomzellen in vitro ist. Ly117018 ist ein potenter Wachstumshemmer für ER+ Mammakarzinomzellinien. Erstmalig konnte ein Synergismus experimentell für ausgewählte Konzentrationen, in Proliferationsexperimenten, Zellzyklusanalysen und Akt- Phosphorylierungen, nachgewiesen werden, so für die Kombinationen Celecoxib 30μmolar + Ly117018 0,6μmolar und Celecoxib 10μmolar + Ly117018 0,03μmolar mit einem Interaktionsindex < 1. Die erzielten Ergebnisse zeigen erstmalig einen synergistischen antiproliferativen Effekt von Celecoxib und Ly117018 bei hormonabhängigen und –unabhängigen Mammakarzinomzellen in vitro, assoziiert ist ein Verminderung der Phosphorylierung der Serin/Threoninkinase Akt. Die neuen Daten dieser Arbeit sowie aus der Literatur rechtfertigen weitere Versuche mit beiden Substanzen an Mammkarzinomzellinien und unterstützen die Perspektive, beide Substanzen beim Mammakarzinom auch in klinischen Studien zu prüfen

Effects of Celecoxib and Ly117018 Combination on Human Breast Cancer Cells in Vitro

Activation and signalling of estrogen receptor (ER) and COX-2 represent two important pathways in breast cancer cell regulation. Activation of either pathway is associated with breast cancer cell proliferation and eventually malignant progression. Raloxifene analogue, Ly117018, a selective estrogen receptor modulator and celecoxib, a specific COX- 2 inhibitor have been shown to inhibit breast cancer cell proliferation when used alone in vitro and in vivo. In this study, the combined drug effects on hormone-dependent MCF-7 and hormone-independent MDA-MB-435 cells in vitro were evaluated. Cell proliferation assays excluded drug antagonism and revealed a moderate synergistic growth inhibitory activity of Ly117018 and celecoxib on both cell lines when combined in specific concentrations. Growth inhibition of either compound was not associated with cell cycle arrest. In MCF-7 cells, western blot analysis revealed a decreased phosphorylation of the AKT protein by either agent alone or in combination. In MDA-MB-435 cells, celecoxib alone induced an increase in AKT phosphorylation relative to total AKT protein; this effect was decreased in the presence of Ly117018. These results indicate that these two drugs are non-antagonistic; and when combined in specific concentrations, moderate synergistic antiproliferative activity of celecoxib and Ly117018 were observed in hormone-dependent MCF-7 and hormone- independent MDA-MB-435 cells associated with changes in cell cycle distribution and regulation of AKT protein and phosphorylation. These findings further support a central role of the ER- and COX-2 pathways in human breast cancer cells