Neue pharmakologische Therapieansätze bei gastrointestinalen neuroendokrinen Tumoren

Abstract

Die Behandlung von metastasierten gastroenteropankreatischen neuroendokrinen Tumoren (GEP-NETs) ist weiterhin eine große klinische Herausforderung. Zusätzliche medikamentöse Interventionsmöglicheiten werden dringend benötigt. Die vermehrte Aktivierung des intrazellulären Phosphatidylinsositol-3-kinase (PI3K)-AKT Signalweg führt zu einem vermehrten Tumorwachstum und verhindert Apoptose bei verchiedenen Tumorarten. Weiterhin spielt der Signalweg eine wichtige Rolle in der Resistenzentwicklung gegenüber Zytostatika sowie bei der Angiogenese. Das Hitzeschockprotein 90 (HSP90) ist ein wichtiger Regulator von AKT. Außerdem konnte bei vielen Tumoren eine Überexpression von HSP90 gezeigt werden. Auch hat die vermehrte Expression von HSP90 in Tumoren eine wichtige prognostische Bedeutung. Mittels Echtzeit-Proliferations-Assays untersuchten wir die Wirkung von Triciribine, einem AKT-Inhibitor, und IPI504, ein Inhibitor von HSP90, auf drei verschiedene gastroenteropankreatische neuroendokrine Tumorzelllinien. Wir analysierten die Induktion von Apoptose und die Effekte der Substanzen auf verschiedene krebsassoziierte Genprodukte. Weiterhin untersuchten wir die Rolle des Enzymes PTEN als ein möglicher Prediktor für die Wirksamkeit einer AKT-Inhibition. Mögliche additive antineoplastische Effekte durch Kombination mit zytostatischen oder anderen enzymspezifischen Inhibitoren wurden untersucht. Auch die in vivo Effekte wurden mittels einer Hühnermembranuntersuchung analysiert. Dabei zeigte sowohl die Inhibition von AKT, als auch die Hemmung von HSP90 einen antiproliferativen Effekt bei gastroenteropankreatischen neuroendokrinen Tumoren. Die Kombination mit klassischen Zytostatika, also auch die Kombination mit anderen signalwegspezifischen Substanzen zeigten synergistische antiproliferative Effekte. In vivo Versuche bestätigten die antiproliferative Wirkung der beiden Substanzen. Die Expression von PTEN konnte als Prädiktor bezüglich der Sensitivität von GEP-NET-Zellen gegenüber einer AKT-Inhibition nachgewiesen werden. Zusammenfassend konnten wir zeigen, dass sowohl die AKT-Inhibition, als auch die HSP90-Inhibition in der Lage ist, das Wachstum von gastroenteropankreatischen neuroendokrinen Tumorzellen zu hemmen.

Treatment of gastroenteropancreatic neuroendocrine tumors (GEP-NET) is still unsatisfactory and innovative thera¬peutic approaches are urgently needed. Up- regulation of phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K)-AKT signaling facilitates tumor cell growth and inhibits cell demise. The AKT-pathway also plays an important role in cytostatic therapy resistance and response to hypoxia and angiogenesis. The Heat shock protein 90 (Hsp90) is an important regulator of AKT-activity. Furthermore, it is overexpressed in a wide range of tumors and an emerging target for the treatment of cancer. We therefore examined the potency of triciribine, an AKT inhibitor, and IPI504, a HSP90 inhibitor, in three distinct neuroendocrine gastrointestinal tumor cell lines, using real- time cell proliferation assays. Also, we investigated the induction of apoptosis and effects on a broad range of cancer-associated gene products. Furthermore, we characterized the role of PTEN as a possible predictor of sensitivity to triciribine in GEP-NETs. We looked for additive anti-neoplastic effects of the drugs when combined with conventional cytostatic drugs or other targeted drugs, affecting different molecules of the PI3K-AKT-pathway. We also assessed the potency of AKT- and HSP90 inhibition to slow tumor growth in vivo, by using the chick chorioallantoic membrane assay. Both, AKT- and HSP90 inhibition significantly suppressed growth in different neuroendocrine cell lines. Combinations with classic cytostatic drugs as well as drugs targeting other molecules of the PI3K-AKT-pathway led to synergistic anti-proliferative effects. Additional in vivo-evaluations confirmed the anti-neoplastic potency of triciribine and IPI504. Expression of PTEN was shown to predict sensitivity of cells towards AKT inhibition. Thus, our data show that inhibition of the AKT-pathway as well as inhibition of HSP90 potently reduces the growth of GEP- NET cells alone or in combination therapies.