Autofagie - nový cíl protinádorové terapie Přednáškové dopoledne na protinádorové téma UP Olomouc 15.2.2011 Stjepan Uldrijan

Úvod: Maligní melanom 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)‏ http://www.orl.cz/veda/clanky/8

Dráhy kináz aktivovaných mitogeny (MAPK) a maligní melanom * 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 Liu et al. Nature Reviews Immunology 7, 202–212 (March 2007) | doi:10.1038/nri2035

Srovnání růstu buněk maligního melanomu v přítomnosti inhibitorů různých drah MAPK U = inhibitor dráhy Erk U0126 SB = inhibitor dráhy p38 SB202190 G-361

Nízkomolekulární inhibitor p38 indukuje v buňkách maligního melanomu fenotyp připomínající autofagii Kontrola SB202190 A375 G-361

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!!

Autofagie koordinovaný proces degradace cytoplazmatického materiálu pomocí lysosomů http://www.abcam.com/index.html?pageconfig=resource&rid=10930&pid=10694

Detekce tvorby autofagosomů pomocí GFP-LC3 A375 - kontrola A375 ovlivněné inhibitorem p38

Elektronová mikroskopie A375: kontrola A375: ovlivněné inhibitorem p38

Digitální holografická mikroskopie - sledování změn hustoty cytoplasmy kontrola A375: Ovlivněné SB202190

? ? Duální úloha autofagie v regulaci přežití buněk a buněčné smrti (p38 inhibitor?) ? ? 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

Možnosti experimentální inhibice autofagie Guido Kroemer & Marja Jäättelä Nature Reviews Cancer 5, 886-897 (November 2005)‏ doi:10.1038/nrc1738

Autofagie podporuje přežití buněk melanomu ovlivněných inhibitorem p38 ** ** ** ** ** Statisticky významný rozdíl (t-test, P<0.001)

Odpověď jiných buněčných typů (U2OS - osteosarkom) U2OS: kontrola U2OS: SB202190

Experimentalní inhibitory autofagie Bafilomycin A1 a 3-MA nejsou vhodné pro klinické použití Guido Kroemer & Marja Jäättelä Nature Reviews Cancer 5, 886-897 (November 2005)‏ doi:10.1038/nrc1738 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 Mutovány v maligním melanomu Cully et al. Nature Reviews Cancer advance online publication; published online 02 February 2006 | doi:10.1038/nrc1819

Pan-specifický inhibitor PI3K LY294002 spolupracuje s inhibitorem p38 v buňkách maligního melanomu ** ** ** ** ** 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 VUT Brno LF MU Brno Hana Uhlířová Tereza Vaclová Radim Chmelík ÚMG AVČR Praha Pavel Veselý MOÚ Brno Bořivoj Vojtěšek Petr Müller UP Olomouc Miroslav Strnad Vladimír Kryštof BICR Glasgow Karen Vousden LF MU Brno Tereza Vaclová Olga Krupková Jindřiška Hammerová Kateřina Cetkovská Veronika Oralová Iva Slaninová Miroslava Sedláčková Hana Hříbková IGA MZ ČR, MŠMT – Centrum chemické genetiky

Děkuji Vám za pozornost!