URN zum Zitieren dieses Dokuments: urn:nbn:de:bvb:355-epub-274134
Lubig, Julia
(2013)
Untersuchung des selektiven GPR-30 Agonisten G-1 im Zellmodell - ein möglicher neuer Angriffspunkt in der targeted therapy des Mammakarzinoms.
Dissertation, Universität Regensburg.
Zusammenfassung (Deutsch)
Das Gen für GPR-30 auf Chromosom 7p22 kodiert für einen klassischen G-Protein gekoppelten Rezeptor, der in einer Vielzahl von endokrinen Geweben, so auch der Brustdrüse, exprimiert wird. Der ehemals „orphan“ Rezeptor wird inzwischen mehrheitlich als ein weiterer Östrogenrezeptor angesehen. Seine exakte physiologische Funktion, ebenso wie seine Bedeutung im Rahmen der Tumorentstehung, sind derzeit ...
Zusammenfassung (Deutsch)
Das Gen für GPR-30 auf Chromosom 7p22 kodiert für einen klassischen G-Protein gekoppelten Rezeptor, der in einer Vielzahl von endokrinen Geweben, so auch der Brustdrüse, exprimiert wird. Der ehemals „orphan“ Rezeptor wird inzwischen mehrheitlich als ein weiterer Östrogenrezeptor angesehen. Seine exakte physiologische Funktion, ebenso wie seine Bedeutung im Rahmen der Tumorentstehung, sind derzeit jedoch noch weitgehend unklar.
In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass hohe Konzentrationen des selektiven GPR-30 Agonisten G-1 von 1μM das Proliferationsverhalten aller untersuchten Zelllinien nachhaltig hemmte. Der Effekt war primär unabhängig vom ERα- oder HER2-Status der Zellen. Auch änderte sich durch die Durchführung der Stimulationsversuche in Medium mit 10% Serum nichts am antiproliferativen Effekt von G-1 gegenüber der Durchführung in serumfreiem Medium.
Geringere Konzentrationen von 100nM G-1 bewirkten allerdings nur in der ERα-negativen, HER2 positiven Zelllinie SK-BR-3 einen wachstumshemmenden Effekt. Ein möglicher modulierender Einfluss von ERα könnte somit eine Rolle spielen.
Die Arbeit konnte zudem zeigen, dass G-1 ein potentieller Kandidat für eine kombinierte Therapie mit bereits etablierten Substanzen ist. Sowohl zusammen mit dem HER2-Antikörper Trastuzumab, als auch mit dem SERM Tamoxifen und dem SERD Fulvestrant ließ sich ein additiver Effekt erzielen. Auch hier zeigte sich die gleiche Abhängigkeit von der verwendeten Dosis G-1. Die Kombinationen mit 1µM G-1 waren in allen untersuchten Zelllinien der jeweiligen Einzelsubstanz überlegen. Eine Kombination mit 100nM G-1 und Trastuzumab hatte erneut nur auf die ERα negative Zelllinie SK-BR-3 einen signifikant stärkeren Effekt als TZ alleine.
Weiterhin war es möglich, durch die Zugabe von G-1 die Dosis von Tamoxifen um das Fünffache zu reduzieren, um einen vergleichbaren wachstumshemmenden Effekt zu erzielen. Dies ist im Hinblick auf das dosisabhängige Auftreten von Nebenwirkungen durch Tamoxifen ein interessanter Aspekt.
Auf Ebene der mRNA scheint vor allem ein verstärkter Zellzyklusarrest durch die Kombinationen aus G-1 mit Trastuzumab, bzw. Tamoxifen eine entscheidende Rolle zu spielen. So zeigte sich in allen untersuchten Zelllinien eine verminderte Cyclin A2 Expression, Cyclin D1 fand sich in allen Zelllinien bis auf SK-BR-3 deutlich reduziert. SK-BR-3 dagegen zeigten ebenso wie T47-D Zellen einen signifikanten Anstieg des Zellzyklusregulators und potentiellen Tumorsuppressors p21/waf.
Ein Rolle scheint auch der Transkriptionsfaktor EGR-1 zu spielen, dessen Expression in BT-474 Zellen unter kombinierter Behandlung deutlich zunahm.
Auch das Onkogen c-fos, dem bereits eine bedeutende Rolle in der Entstehung von Tumoren der Brust zugeschrieben wird, scheint hier ein wichtiger Angriffspunkt für die verstärkte antiproliferative Wirkung der Kombinationen mit G-1 in vitro zu sein. So war die Kombination mit 1µM G-1 und Trastuzumab in der Lage, den unerwarteten Anstieg von c-fos durch Trastuzumab allein zu verhindern und das mRNA Level sogar deutlich zu reduzieren. Auch die Kombination aus 1µM G-1 und Tamoxifen bewirkte eine deutlich verminderte c-fos Expression.
Interessanterweise scheint auch die Expression der nukleären Östrogenrezeptoren durch die gemeinsame Behandlung mit Tam und G-1 beeinflusst zu werden. In MCF-7 Zellen zeigte sich ein verminderter Gehalt an ERα mRNA und zugleich eine verstärkte Expression von ERß1. Inwiefern hier eine Reduktion der ERα Expression bzw. Verschiebung des Gleichgewichts zugunsten ERß eine Rolle spielen könnte, muss anhand weiterer Studien geklärt werden.
Insgesamt könnte GPR30 somit ein vielversprechender neuer Angriffspunkt für eine targeted Therapie werden, und sowohl Frauen mit HER2-überexprimierenden Tumoren, als auch mit ER-positiven Tumoren einen Benefit bringen. Ebenso wäre denkbar, dass ein zusätzliches Angreifen von GPR30 im Setting des Tamoxifen-resistenten Tumors eine Rolle spielen könnte.
Somit erscheint es lohnenswert, die Ergebnisse dieser Arbeit auf ihre Bedeutung in vivo zu prüfen und weiter auszubauen.
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
The gene for GPR-30 on chromosome 7p22 encodes a classical G-protein coupled receptor, which is expressed in a variety of endocrine tissue, including the mammary gland. The former so called orphan receptor is now considered as another estrogen receptor, though its distinctive physiological function, as well as its importance in the context of tumour development is currently still widely unclear. ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
The gene for GPR-30 on chromosome 7p22 encodes a classical G-protein coupled receptor, which is expressed in a variety of endocrine tissue, including the mammary gland. The former so called orphan receptor is now considered as another estrogen receptor, though its distinctive physiological function, as well as its importance in the context of tumour development is currently still widely unclear.
In this study it could be shown that high concentrations of selective GPR-30 agonist G-1(1µM) strongly inhibited proliferation of all tested cell lines. The effect was primarily independent of estrogen receptor and HER2neu receptor status. Besides, there was no difference in G-1 effects using cell culture medium containing 10% FBS or serum-free medium.
Lower concentrations of 100nM, however, only affected cell growth of ERα-negative, HER2neu positive cell line SK-BR-3. Therefore a possible modulating effect of ERα has to be considered.
Furthermore we could demonstrate that G-1 is a possible candidate for combined therapy with established agents. Both, the combination with HER2 antibody Trastuzumab, as well as the combination with the SERM Tamoxifen and the SERD Fulvestrant resulted in additive effects on cell growth. Again 100nM G-1 plus Trastuzumab only affected proliferation of ER-negative cell line SK-BR-3, whereas combinations with 1µM G-1 were superior to Trastuzumab alone in all tested cell lines.
Moreover it was possible to reduce the Tamoxifen dose by about one-fifth when combined with G-1 in order to achieve comparable growth inhibitory effects. Considering the dose-dependent adverse effects caused by Tamoxifen, this seems to be another interesting aspect.
On mRNA level an enhanced cell cycle arrest caused by the combination of G-1 and Trastuzumab or Tamoxifen seems to play a crucial role, as we found a declined expression of Cyclin A in all tested cell lines. Cyclin D was found significantly reduced in all cell lines, exept for SK-BR-3. SK-BR-3 and T47-D cells, however, showed a significant increase of the cell cycle regulator and potential tumour suppressor p21/waf.
Another role seems to play the transcription factor EGR-1, as its expression was found significantly increased in BT-474 cells when treated in combination with G-1.
Even the oncogene c-fos, which is known to play a crucial role in the development of breast tumours, seems to be an important target for the enhanced antiproliferative effect of combinations with G-1 in vitro. The combination of 1µM G-1 and Trastuzumab was able to prevent the unexpected increase of c-fos caused by Trastuzumab, the mRNA level was even significantly reduced. Also, the combination of 1µM G-1 and Tamoxifen resulted in a significantly reduced c-fos expression.
Interestingly the combined treatment with G-1 and Tamoxifen even affected the expression of the nuclear estrogen receptors. In MCF-7 cells we found a reduced level of ERα-mRNA and simultaneously increased expression of ERß1. To what extent a decreased ERα expression respectively a shift of estrogen receptor balance towards potential tumour suppressor ERß might play a role has to be clarified in further studies.
In summary GPR-30 could therefore be a promising new candidate for a targeted therapy. Both, women with tumours overexpressing HER2neu, as well as women with estrogen receptor positive tumours could benefit from a combined therapy. Moreover, targeting GPR-30 in the setting of Tamoxifen resistant tumours might be a promising strategy.
Thus it seems worthwhile to expand our results and examine their importance in vivo.
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