In vitro Untersuchungen von Therapiekombinationen mit Chemotherapeutika und dem Tyrosinkinaseinhibitor Imatinib am Mammakarzinom

Der Tyrosinkinaseinhibitor Imatinib Mesylat ist ein Medikament zur Behandlung der Chronisch myeloischen Leukämie (CML), von gastointestinalen Stromatumoren (GIST) sowie anderen malignen Erkrankungen. Die Wirkung von Imatinib wird durch eine kompetitive und selektive Blockade der ATP-Bindungsstelle spezifischer Tyrosinkinasen, wie z. B. Abl, Bcr-Abl, c-kit und der PDGF-Rezeptor-Familie, vermittelt. Durch diese Blockade wird die Übertragung eines Phosphatrestes auf das Substrat verhindert. Gesunde Zellen werden zwar durch Imatinib beeinflusst, diese besitzen jedoch zusätzliche Signalwege und werden kaum in ihrer Funktion beeinträchtigt. Krebszellen sind jedoch abhängig von der Aktivität von Bcr-Abl und werden in ihrer Teilungs- und Überlebensfähigkeit stark beeinflusst. In den durchgeführten Untersuchungen sollte der Einfluss von Imatinib auf die Karzinomzellen geprüft werden und ein möglicher additiver Effekt in der Kombination mit Standardchemotherapeutika nachgewiesen werden. Die Zellproliferationsversuche wurden mittels verschiedenen Methoden mit dem Nachweis durchgeführt, dass Imatinib in der Lage ist das Zellwachstum der Mammakarzinomzellen nachhaltig zu hemmen. In der Kombination von Imatinib mit Doxorubicin kommt es zu einem additiven Effekt der Wachstumshemmung durch Imatinib. Im TUNEL-Assay konnte nachgewiesen werden, dass Imatinib und Doxorubicin zu einem apoptotischen Effekt sowohl der MDAMB 231 als auch der MCF7 Zellen führen. Eine Kombination der beiden Medikamente zeigt jedoch nur für die Zelllinie MCF7 eine signifikante Erhöhung der Apoptoserate im Vergleich zur Einzelapplikation. In den Migrations-Assays der beiden Zelllinien konnten für die Einzel- und Kombinationsmedikamentenapplikation keine aussagekräftigen Ergebnisse erzielt werden. Weitere Tests mit dem Liganden PDGF BB zeigten, dass der Tyrosinkinaseinhibitor Imatinib die Zellmigration der beiden Zelllinien signifikant reduziert und dieser Antimigrationseffekt unter der Stimulation von PDGF BB bestehen bleibt. Für die Behandlung von CML - Patienten mit einer aufgetretenen Imatinib-Resistenz bzw. -Unverträglichkeit wurde 2007 Nilotinib EU-weit zugelassen. Der neu entwickelte Tyrosinkinaseinhibitor soll nicht nur an Bcr-Abl, sondern auch gegen die bekannten Mutationen 32 und 33 wirksam sein. In den durchgeführten Proliferationsversuchen konnte eine IC 50 für beide Mammakarzinomzelllinien festgestellt werden; die für MDAMB 231 liegt im klinisch relevanten Bereich von 3 - 4 µmol. Nilotinib war im TUNEL-Assay in der Lage die Apoptoserate sowohl der MCF7 Zellen als auch der MDAMB 231 Zellen zu erhöhen. Um die in vitro nachgewiesenen Effekte von Imatinib in vivo zu verfolgen, sind weitere klinische Studien an Brustkrebspatienten nötig. Eine strenge Selektion der Patienten in Bezug auf die Rezeptorexpression und damit der Ziele für Imatinib ist von großer Bedeutung, um den Einfluss des Tyrosinkinaseinhibitors kombiniert mit Standardchemotherapeutika aufzuzeigen. Abschließend lässt sich aus den erzielten Ergebnissen festhalten, dass Imatinib in Zukunft ein effektives Therapeutikum in Kombination mit anderen Chemotherapeutika darstellen könnte. Daher bleibt Imatinib ein viel versprechendes Medikament in der Therapie des Mammakarzinoms. Die Studien über Nilotinib belaufen sich bislang auf die Therapie von CML-Patienten. Über die Wirkung auf solide Tumore ist bisher nur sehr wenig bekannt, es wäre von großem Interesse weitere Studien in vitro und in vivo durchzuführen

In vitro effects of imatinib mesylate on radiosensitivity and chemosensitivity of breast cancer cells

Abstract Background Breast cancer treatment is based on a combination of adjuvant chemotherapy followed by radiotherapy effecting intracellular signal transduction. With the tyrosine kinase inhibitors new targeted drugs are available. Imatinib mesylate is a selective inhibitor of bcr-abl, PRGFR alpha, beta and c-kit. The purpose of this study was to determine whether Imatinib has an influence on the effectiveness of radiotherapy in breast cancer cell lines and if a combination of imatinib with standard chemotherapy could lead to increased cytoreduction. Methods Colony-forming tests of MCF 7 and MDA MB 231 were used to study differences in cell proliferation under incubation with imatinib and radiation. Changes in expression and phosphorylation of target receptors were detected using western blot. Cell proliferation, migration and apoptosis assays were performed combining imatinib with doxorubicin. Results The combination of imatinib and radiotherapy showed a significantly stronger inhibition of cell proliferation compared to single radiotherapy. Differences in PDGFR expression could not be detected, but receptor phosphorylation was significantly inhibited when treated with imatinib. Combination of imatinib with standard chemotherapy lead to an additive effect on cell growth inhibition compared to single treatment. Conclusions Imatinib treatment combined with radiotherapy leads in breast cancer cell lines to a significant benefit which might be influenced through inhibition of PDGFR phosphorylation. Combining imatinib with chemotherapy enhances cytoreductive effects. Further in vivo studies are needed to evaluate the benefit of Imatinib in combination with radiotherapy and chemotherapy on the treatment of breast cancer.</p