Purpose: Multiple studies highlight the role of the receptor tyrosine kinase Axl as a relevant mediator of proliferation, migration and invasion of glioma cells. Overexpression of Axl was found in the majority of human glioblastomas. In conclusion, Axl is considered as a potential target in glioblastoma therapy. The aim of this study was to evaluate the effects of small molecule tyrosine kinase inhibitors BMS-777607, LDC-41267 and MPCD-84111 targeting Axl in glioblastoma models in vitro, ex vivo and in vivo.
Experimental Design: Axl inhibitors were tested using glioma cells SF126 and U118MG. The impact on cell viability, apoptosis, migration and invasion was analyzed by functional assays (MTT assay, CPP32 assay, boyden chamber migration assay, orthotopic brain slice invasion assay). For in vivo experiments, glioma cells were implanted stereotactically into the brains of CD1 Nu/Nu mice. Tumor growth was measured using MRI. Proliferation, apoptosis and vascularization in the tumor tissue were investigated by immunohistochemistry (Ki-67, ApopTag®, CD31).
Results: Treatment with BMS-777607, LDC-41267 and MPCD-84111 resulted in a decreased cell viability, migration and invasion of SF126 and U118MG glioma cells in vitro and ex vivo. BMS-777607 induced a 56 % reduction of tumor growth in SF126 xenografts and a reduction of more than 90 % in U118MG xenografts in vivo. Furthermore, BMS-777607 caused a decrease of Ki-67-positive cells and an increase of ApopTag®-positive cells in the tumor tissue. Treatment with LDC-41267 showed no impact on tumor growth in vivo. Animal experiments with MPCD-84111 were discontinued because of observed toxicity.
Conclusion: BMS-777607, LDC-41267 und MPCD-84111 displayed multiple anti-tumor effects in glioblastoma models. Here we demonstrate that small molecule tyrosine kinase inhibitors targeting Axl could provide a promising treatment approach for patients with glioblastoma.
Zielsetzung: Die Rezeptortyrosinkinase Axl stellt einen bedeutenden Vermittler der Proliferation, Migration und Invasion der Gliomzellen dar. In der Mehrzahl der humanen Glioblastome findet sich eine Überexpression von Axl. Daher gilt Axl als potenzielles Angriffsziel in der Behandlung des Glioblastoms. In dieser Studie wurden die Effekte einer zielgerichteten Inhibierung von Axl durch die selektiven, niedermolekularen Tyrosinkinase-Inhibitoren BMS-777607, LDC-41267 und MPCD-84111 in Modellen des Glioblastoms in vitro, ex vivo und in vivo evaluiert.
Methodik: Die Axl-Inhibitoren wurden an den Gliom-Zelllinien SF126 und U118MG getestet. Die Effekte auf die Zellviabilität, Apoptose, Zellmigration und Invasion wurden mittels funktioneller Assays (MTT-Assay, CPP32-Assay, Boyden-Kammer-Assay, Sphäroid-Invasions- Assay) analysiert. Zur Testung der Axl-Inhibitoren unter in vivo-Bedingungen erfolgte die stereotaktische, intrazerebrale Implantation der Gliomzellen in CD1 Nu/Nu-Mäusen. Das intrakranielle Tumorwachstum wurde mittels MRT-Kontrollen beurteilt. Das Tumorgewebe wurde hinsichtlich der intratumoralen Proliferation, Apoptose und Vaskularisation durch Immunfluoreszenzfärbungen (Ki-67, ApopTag®, CD31) untersucht.
Ergebnisse: Die Behandlung mit BMS-777607, LDC-41267 und MPCD-84111 resultierte in einer signifikanten Reduktion der Zellviabilität, der Zellmigration sowie der Invasion der Gliomzellen in vitro und ex vivo. BMS-777607 induzierte eine Reduktion des intrakraniellen Tumorwachstums von 56 % im Tumormodell SF126 sowie von über 90 % im Tumormodell U118MG in vivo. Weiterhin erzielte BMS-777607 eine Reduktion Ki-67-positiver Gliomzellen sowie einen signifikanten Anstieg ApopTag®-positiver Gliomzellen im Tumorgewebe. Unter LDC-41267 zeigte sich kein Effekt auf das Tumorwachstum in vivo. Tierversuche mit MPCD-84111 wurden aufgrund toxischer Effekte abgebrochen.
Fazit: BMS-777607, LDC-41267 und MPCD-84111 erzielten multiple Anti-Tumor-Effekte in Modellen des Glioblastoms. Unsere Studie zeigt, dass die zielgerichtete Inhibierung von Axl durch selektive, niedermolekulare Tyrosinkinase-Inhibitoren einen vielversprechenden Therapieansatz für Patienten mit Glioblastom darstellen könnte.
