Die meistvorkommende maligne Erkrankung bei Männern zwischen 20 und 45 Jahren ist der testikuläre Keimzelltumor (TKZT). Mit platinbasierter Chemotherapie können bis zu 80 Prozent aller Patienten erfolgreich behandelt werden. Bei den verbleibenden 20 Prozent der Fälle hingegen kommt es häufig zur Entwicklung von Platinresistenzen, wodurch sich die Fünf-Jahres-Überlebensrate drastisch senkt. Für diese sehr junge Patientengruppe ist die Entwicklung neuer Therapieansätze dringend notwendig. Als vielversprechender Ansatz in der Tumortherapie hat der Einsatz von Dualinhibitoren in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen. In dieser Arbeit wurde Animacroxam, eine dual wirksame Substanz bestehend aus einer Histonedeacetylase- (HDAC) und einer Zytoskelett-inhibierenden Pharmacophore, auf ihre Wirksamkeit in testikulären Keimzelltumoren untersucht. Die Wirkung von Animacroxam wurde dabei mit der Wirksamkeit des Goldstandards in der TKZT-Therapie Cisplatin und dem klinisch zugelassenen HDAC-Inhibitor (HDACi) Vorinostat verglichen. Animacroxam zeigte dabei eine dosisabhängige Proliferationshemmung in TKZT-Zellen von bis zu 95 Prozent, ungeachtet der Cisplatinsensitivität der untersuchten Zelllinien. Dabei konnte keine unspezifische Zytotoxizität in den verschiedenen Zelllinien festgestellt werden. Zellzyklusuntersuchungen ergeben, dass Animacroxam zu einer ausgeprägten Akkumulation von Zellen in der G0/G1-Phase der untersuchten TKZT-Zellen führt. Zusätzlich konnte gezeigt werden, dass Animacroxam die Bildung von Aktin-Stressfasern induziert. Dies bestätigt, dass der Imidazolanteil das Zytoskelett der untersuchten TKZT-Zellen direkt angreift. Zusätzlich wurde auch die Migration von TKZT-Zellen durch Animacroxam signifikant gehemmt. Außerdem konnte gezeigt werden, dass Animacroxam dosisabhängig zu einem Zusammenbruch des intrazellulären Glukosestoffwechsels in TKZT-Zellen führt und die Angioge- nese von Endothelzellen in vitro hemmt. Zusätzlich kam es zu einer Reduktion von Connexin 43 (Cx43) und zu einer Inhibition der gapjunktionalen Zell-Zellkommunikation. Die antineoplastischen und antiangiogenen Effekte von Animacroxam wurden in einem erweiterten Chorioallantoismembran (CAM)-Modell befruchteter Hühnereier in vivo untersucht. Moderne Magnetresonanztomographie-Bildgebung (MRT) und Positron-Emissions-Tomographie-Bildgebung (PET) wurden zur Bestimmung des Tumorvolumens und zur Messung der Aufnahme von radioaktiv markierter Glukose (2-Fluor-2-desoxy-D-glucose oder F18-FDG) verwendet. So konnte ein deutlich reduziertes Tumorvolumen sowie eine signifikant reduzierte Aufnahme von Glukose in auf der CAM inokulierten TKZT nach Behandlung mit Animacroxam festgestellt werden. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass der Dualinhibitor Animacroxam einen vielversprechenden Ansatz zur Behandlung von TKZT darstellt. Um zu einer abschließenden Bewertung der Wirksamkeit von Animacroxam zu gelangen, werden weitere In-vivo-Untersuchungen benötigt. Die vorliegenden Daten können als Grundlage dazu dienen.
The most common malignancy in males between 20 and 45 years of age is the testicular germ cell tumor (TGCT). Using platin-based chemotherapy, up to 80 percent of the patients can be cured. However, the remaining 20 percent often develop cisplatin resistance, which reduces the five-year survival rate considerably. Therefore, this young patient group urgently needs the development of new treatment strategies. As a promising approach in tumor therapy, the development of dual-mode inhibitors has gained increased attention over the last years. In this study, the new dual-mode inhibitor animacroxam, comprising of a histonedeacetylase- (HDAC) and a cytoskeleton-inhibitory pharmacophore, is investigated for the first time to assess the effectiveness in TGCT. The effect of animacroxam is compared with the effects of the gold standard on TGCT therapy, namely cisplatin and the established HDAC-inhibitor (HDACi) vorinostat. Animacroxam shows a dose-dependent proliferation inhibition in TGCT cells up to 95 percent, irrespective of the cisplatin sensitivity of the investigated cell lines. Additionally, animacroxam does not induce unspecific cytotoxicity. Cell-cycle investigations reveal a pronounced accumulation of cells in the G0/G1-phase of the cell cycle after incubation with animacroxam in the investigated TGCT cell lines. Animacroxam is also able to induce the formation of actin-stressfibers, thereby directly targeting the cytoskeleton of the TGCT cells. Furthermore, the migration of TGCT cells is significantly inhibited after incubation with animacroxam. Investigations on the glucose metabolism of TGCT cells revealed that animacroxam causes a dose-dependent breakdown of cellular glycolysis. Animacroxam is also able to inhibit angiogenesis in vitro and cause a significant reduction of connexin 43 (cx43) and a concomitant inhibition of the gap-junctional intercellular communication in endothelial cells. The antineoplastic and antiangiogenic effects in vivo were investigated using an advanced chorioallantoic membrane (CAM) model of fertilized chicken eggs. State-of-the-art magnet resonance imaging (MRI) and positron-emission tomography (PET) were used to non-invasively determine the tumor volume and the uptake of radioactive labeled glucose (18F-FDG) of inoculated TGCT on the CAM. Treatment with animacroxam induces a significantly reduced tumor volume and glucose uptake in inoculated TGCTs. This study shows that the dual-mode inhibitor animacroxam is a promising candidate for the treatment of TGCT. Further in vivo investigations are warranted for a final evaluation of the effectiveness of animacroxam. The presented data may serve as a basis for these investigations.
