Titelaufnahme

Titel
Evaluierung der Aktivität von Immunmodulierenden Wirkstoffen (IMiDs) in Kombination mit Monocarboxylat Transporter-1 (MCT-1) Inhibitoren im Myelom
Weitere Titel
Evaluation of the activity of immunomodulatory drugs (IMiDs) in combination with monocarboxylate transporter-1 (MCT-1) inhibitors in myeloma
VerfasserPostel, Katharina
Betreuer / BetreuerinMilosavljevic, Dejan
Erschienen2017
Datum der AbgabeJuni 2017
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Multiples Myelom / IMiDs / MCT-1 / MCT-4 / CD147
Schlagwörter (EN)multiple myeloma / IMiDs / MCT-1 / MCT-4 / CD147
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Die Überlebensrate von MyelompatientInnen konnte im letzten Jahrzehnt unter anderem durch die Einführung immunmodulierender Wirkstoffe (IMiDs) auf 4 – 6 Jahre erhöht werden. Nichtsdestotrotz bleibt das Multiple Myelom (MM) eine größtenteils unheilbare Erkrankung. Darüber hinaus geht das MM mit Symptomen (osteolytische Läsionen, Knochenschmerzen, Frakturen) einher, welche die Lebensqualität und Überlebensrate der PatientInnen erheblich verringern. Aufgrund dessen wird bei der Etablierung neuer Therapiestrategien vermehrt ein Augenmerk darauf gelegt, Wirkstoffe zu charakterisieren, welche nicht nur gegen MM Zellen allein gerichtet sind, sondern unter anderem auch zu einer Stabilisierung des Knochenstoffwechsels führen.

Infolge der Identifizierung des Schlüsselproteins für die Aktivität von IMiDs, Cereblon und weiterer Moleküle (Ikaros, Aiolos, IRF-4, CD147, MCT-1, MCT-4), welche in diesen Wirkmechanismus integriert sind, konnte ein großer Schritt hinsichtlich des Verständnisses der Wirkweise von IMiDs erzielt werden. Diese Erkenntnisse wurden als Basis genutzt, um in der vorliegenden Arbeit die Rolle von MCT-1 als potentielles Therapietarget zu untersuchen. Es wurde die Wirkung der spezifischen Inhibitoren AZD3965 und SR13800 auf Myelomzelllinien, sowie deren Einfluss auf die Aktivität von IMiDs (Lenalidomid und Pomalidomid) getestet. Zudem erfolgte die Abklärung ihrer Wirkung auf die Osteoblasten-Differenzierung in vitro.

Die Behandlung von MM Zellen mit spezifischen MCT-1 Inhibitoren alleine, sowie in Kombination mit IMiDs, zeigte eine dosisabhängige Verminderung der Viabilität. Hinsichtlich der Apoptoseanalyse konnte in den Kombinationen im Vergleich zu den Einzelbehandlungen mit IMiDs kein signifikant stärkerer Effekt detektiert werden. In der Zellzyklusanalyse war ein signifikanter Anstieg von IMiDs-behandelten Zellen in der G1 Phase, sowie eine Reduktion in der G2/M Phase des Zellzyklus zu verzeichnen. In der kombinierten Behandlung mit MCT-1 Inhibitoren konnte keine signifikante Verstärkung dieses Effekts nachgewiesen werden. Folglich hatte die zusätzliche Behandlung mit MCT-1 Inhibitoren keine Auswirkungen auf die Apoptose und den Zellzyklus von MM Zellen.

Mesenchymale Knochenmarksstromazellen unter Behandlung mit den MCT-1 Inhibitoren wiesen einen geringfügigen Anstieg der Alkalinen Phosphatase Aktivität auf, wobei dieser Effekt statistisch nicht signifikant war und somit kein positiver Einfluss auf die Osteogenese festgestellt werden konnte.

Die attraktive Rolle von MCT-1 als neues Therapieziel im Multiplen Myelom konnte somit nicht bestätigt werden. Infolgedessen sollte das Chaperon von MCT-1/-4, CD147, als neues Target in Anbetracht gezogen werden. Der exakte Wirkmechanismus zwischen diesen Molekülen im Multiplen Myelom ist noch weitgehend ungeklärt und benötigt daher eine intensive Auseinandersetzung.

Zusammenfassung (Englisch)

Immunomodulatory drugs (IMiDs) such as lenalidomide and pomalidomide are an essential element in the treatment of multiple myeloma (MM). As a result of the introduction of IMiDs a major breakthrough in the search for novel therapy options was achieved and the median overall survival of patients increased up to 4 – 6 years.

However, the precise mechanism of action (MOA) of IMiDs was largely unknown until Cereblon was identified as the key target of IMiDs. Subsequently, additional molecules (Ikaros, Aiolos, IRF-4, CD147, MCT-1/-4) were revealed as direct targets of the IMiD-Cereblon-complex and thereby enabled a deeper understanding of the MOA of IMiDs. Based on these recent findings this thesis aims to investigate the role of MCT-1 as a potential therapeutic target. The effect of specific inhibitors AZD3965 and SR13800 on myeloma cell lines as well as their influence on the activity of IMiDs (lenalidomide and pomalidomide) was tested. In addition, their effect on osteoblast differentiation in vitro was examined due to the lack of bone anabolic drugs in MM.

Treatment of MM cells with specific MCT-1 inhibitors alone, as well as in combination with IMiDs, showed a dose-dependent decrease in viability. The apoptosis analysis did not show a significantly stronger effect in the combinations compared to the individual treatments with IMiDs. Moreover, IMiDs induced a G1 cell cycle arrest as well as a reduction in the G2/M phase of the cell cycle which was not significantly altered in combination with MCT-1 inhibitors. Regarding osteogenesis, mesenchymal bone marrow stromal cells treated with MCT-1 inhibitors showed a slight (but not significant) increase in alkaline phosphatase activity, hence, no positive effect on osteogenesis was observed.

Taken together, the additional treatment with MCT-1 inhibitors had no effect on the apoptosis and cell cycle of MM cells, and did not show any bone stimulatory activity. Therefore, the attractive role of MCT-1 as a potential new therapeutic target in multiple myeloma was not confirmed. As a result, the chaperone of MCT-1/-4, CD147, should be considered as major target. The exact MOA of these molecules in MM is still largely unexplained and therefore requires further examination.