Autofagie - nový cíl protinádorové terapie

Stjepan Uldrijan

Přednáškové dopoledne na protinádorové téma

UP Olomouc 15.2.2011

Prudký nárůst incidence v posledních desetiletích (v ČR přibližně 5-ti násobný v posledních 30 letech)

Tvoří jen asi 5% dermatologických nádorů x Zodpovědný za asi 80% úmrtí na kožní nádory

Časný melanom lze vyléčit chirurgickou excizí x Pokročilá stádia obvykle neodpovídají na žádný typ léčby

(Pravděpodobnost pětiletého přežití je asi 6%, střední doba přežití je asi 6 měsíců)

Chemoterapie (Dacarbazin/Temozolomid) x Nově vyvíjená cílená terapie (např. Sorafenib, PLX4032)

Úvod: Maligní melanom

http://www.orl.cz/veda/clanky/8

Dráhy kináz aktivovaných mitogeny (MAPK) a maligní melanom

Liu et al. Nature Reviews Immunology 7, 202–212 (March 2007) | doi:10.1038/nri2035

* Růst většiny melanomů je aktivován mutacemi onkogenů B-Raf a N-Ras.

* Byly vyvinuty inhibitory mutantního onkogenu B-Raf (např. Sorafenib and PLX4032) a byly testovány v klinických testech:

* Poměrně slabá odpověď pacientů na léčbu. Lepší odpovědi lze dosáhnout kombinacemi s cytostatiky nebo použitím vyšších dávek inhibitorů

x vedlejší účinky způsobené aktivací nemutovaného proteinu Raf v normálních somatických buňkách.

* Význam ostatních drah MAPK v biologii maligního melanomu je nejasný

0

20

40

60

80

100

120

Control U 1 U 5 U 10 SB 1 SB 5 SB 10

% O

F C

ON

TR

OL

0

20

40

60

80

100

120

Control U 1 U 5 U 10 SB 1 SB 5 SB 10

% O

F C

ON

TR

OL

Srovnání růstu buněk maligního melanomu v přítomnosti inhibitorů různých drah MAPK

A375

G-361

U = inhibitor dráhy Erk U0126

SB = inhibitor dráhy p38 SB202190

Kontrola SB202190

A375

G-361

Nízkomolekulární inhibitor p38 indukuje v buňkách maligního melanomu fenotyp připomínající autofagii

Podobná odpověď na působení inhibitoru p38 byla popsána v buňkách karcinomu tlustého střeva

Cell Death and Differentiation (2007) 14, 693–702. doi:10.1038/sj.cdd.4402076; published online 8 December 2006

A novel cell type-specific role of p38 in the control of autophagy and cell death in colorectal cancer cells

F Comes1,6, A Matrone1,6, P Lastella1, B Nico2, F C Susca1, R Bagnulo1, G Ingravallo3, S Modica4, G Lo Sasso4, A Moschetta4, G Guanti1 and C Simone1,5

1Division of Medical Genetics, Department of Biomedicine in Childhood, University of Bari, Bari, Italy 2Department of Human Anatomy and Histology, University of Bari, Bari, Italy 3Department of Pathological Anatomy, University of Bari, Bari, Italy 4Consorzio Mario Negri Sud, Santa Maria Imbaro (Ch) and 'Clinica Medica Murri', Department of Internal Medicine, University of Bari, Bari, Italy 5Sbarro Institute for Cancer Research and Molecular Medicine, Center for Biotechnology, College of Science and Technology, Temple University, Philadelphia, USA

Nejprve jsme museli potvrdit, že se v případě melanomu opravdu jedná o autofagii!!

http://www.abcam.com/index.html?pageconfig=resource&rid=10930&pid=10694

Autofagie

koordinovaný proces degradace cytoplazmatického materiálu pomocí lysosomů

A375 - kontrola A375 ovlivněné inhibitorem p38

Detekce tvorby autofagosomů pomocí GFP-LC3

Elektronová mikroskopie

A375: kontrola A375: ovlivněné inhibitorem p38

A375:kontrola

A375:Ovlivněné SB202190

Digitální holografická mikroskopie - sledování změn hustoty cytoplasmy

Duální úloha autofagie v regulaci přežití buněk a buněčné smrti

Autofagie je jedním z buněčných mechanismů, které umožňují přežití buněk za stresových podmínek. Za určitých okolností však může být autofagie považována i za formu programované buněčné smrti.

http://www.biochemsoctrans.org/bst/036/0786/bst0360786f01.htm

(p38 inhibitor?)

?

?

Guido Kroemer & Marja JäätteläNature Reviews Cancer 5, 886-897 (November 2005)doi:10.1038/nrc1738

Možnosti experimentální inhibice autofagie

Autofagie podporuje přežití buněk melanomu ovlivněných inhibitorem p38

A375 G-361

0

20

40

60

80

100

Control SB 3-MA 3-MA +SB

Baf A1 Baf A1 +SB

% O

F D

EA

D C

EL

LS

0

10

20

30

40

Control SB 3-MA 3-MA +SB

Baf A1 Baf A1 +SB

% O

F D

EA

D C

EL

LS

** Statisticky významný rozdíl (t-test, P<0.001)

**

**** **

0

20

40

60

80

100

Control SB 3-MA 3-MA +SB

Baf A1 Baf A1 +SB

% O

F D

EA

D C

EL

LS

Odpověď jiných buněčných typů (U2OS - osteosarkom)

U2OS: kontrola U2OS: SB202190

Guido Kroemer & Marja JäätteläNature Reviews Cancer 5, 886-897 (November 2005)doi:10.1038/nrc1738

Experimentalní inhibitory autofagie Bafilomycin A1 a 3-MA nejsou vhodné pro klinické použití

3-MA inhibuje PI3 kinázy III. Třídy, které se podílí na časných fázích vzniku autofagosomu

V nádorových buňkách často dochází k aktivaci dráhy PI3K podporující přežití buněk… PI3K jsou cíli některých nově vyvíjených léčiv s protinádorovým potenciálem

Cully et al. Nature Reviews Cancer advance online publication;published online 02 February 2006 | doi:10.1038/nrc1819

Mutovány v maligním melanomu

A375G-361

Pan-specifický inhibitor PI3K LY294002 spolupracuje s inhibitorem p38 v buňkách maligního melanomu

0

20

40

60

80

100

Control SB LY30 SB +LY30

LY50 SB +LY50

% O

F D

EA

D C

EL

LS

0

20

40

60

80

100

Control SB LY30 SB +LY30

LY50 SB +LY50

% O

F D

EA

D C

EL

LS

**

**

**

**

** Statisticky významný rozdíl (t-test, P<0.001)

Závěr

* Inhibice dráhy p38 MAPK inhibitorem SB202190 vede k indukci autofagie v buňkách maligního melanomu

* Současná inhibice p38 MAPK a autofagie může výrazně snižovat přežití buněk maligního melanomu

* Synergní účinek je pozorován i po působení kombinace inhibitorů p38 MAPK a kináz rodiny PI3K, jež jsou v buňkách maligního melanomu často aktivovány mutacemi a jsou považovány za vhodný cíl protinádorové terapie

Poděkování

LF MU BrnoTereza VaclováOlga Krupková Jindřiška HammerováKateřina CetkovskáVeronika OralováIva Slaninová

Miroslava SedláčkováHana Hříbková

VUT BrnoHana UhlířováRadim Chmelík

ÚMG AVČR PrahaPavel Veselý

MOÚ BrnoBořivoj VojtěšekPetr Müller

UP OlomoucMiroslav StrnadVladimír Kryštof

BICR GlasgowKaren Vousden

IGA MZ ČR, MŠMT – Centrum chemické genetiky

Děkuji Vám za pozornost!