• search hit 3 of 3
Back to Result List

Bitte verwenden Sie diesen Link, wenn Sie dieses Dokument zitieren oder verlinken wollen: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-002329-3

Präklinische Evaluation der Wirksamkeit und des Wirkmechanismus von Triptolid und Minnelide™ im Kolonkarzinom in vivo und in vitro unter besonderer Berücksichtigung des Jak-2/STAT-3-Signalwegs

  • Einleitung Das kolorektale Karzinom ist eine der häufigsten Tumorerkrankungen der westlichen Welt und die zweithäufigste tumorassoziierte Todesursache bezogen auf die Gesamtbevölkerung. Im Stadium IV beträgt das 5-Jahresüberleben unbefriedigende 12%. Minnelide™ ist das wasserlösliche Prodrug des pflanzlichen Wirkstoffs Triptolid, der vielversprechende Ergebnisse in der Behandlung des Pankreaskarzinoms zeigt. Über die Effektivität von Minnelide™ im Kolonkarzinom und den Mechanismus von Triptolide ist nur wenig bekannt. Material und Methoden Der Einfluss von Minnelide™ auf das Tumorwachstum, das Fortschreiten der Metastasierung und das Gesamtüberleben wurde in einem subkutanen und einem Lebermetastasen-Xenograftmodell mit humanen HCT116-Zellen in nu/nu-Mäusen untersucht. In vitro Studien zum Mechanismus von Triptolid wurden in HCT116 und HT29 Zelllinien durchgeführt und mit Pankreaskarzinomzelllinien S2-VP10 und MiaPaCa-2 verglichen. Zellviabilität wurde mittels CCK-8, Caspaseaktivität fluorometrisch und der Zellzyklusarrest mittels FACS bestimmt. Autophagie und die Expression von anti-apoptotischen und proliferationsfördernden Proteinen XIAP, Survivin, BCL-Xl, c-Myc, Cyclin D1 und Cdk-4 in Zelllysaten und Tumorhomogenaten wurden im Western Blot bestimmt. C-myc mRNA wurde mittels Real-Time-PCR gemessen. Jak-2-Aktivierung wurde durch Bestimmung von P-Jak-2 im Western Blot bestimmt und die physische Interaktion zwischen Jak-2 und STAT-3 in Co-Immunopräzipitationen untersucht. Der Einfluss auf die STAT-3-Aktivität wurde mit STAT-3-Dual-Luciferase-Reporter-Assay erfasst. Als spezifischer Jak2-Inhibitor kam WP1066 zum Einsatz. Ergebnisse Minnelide™ hemmt das Wachstum von subkutanen Tumoren und von Lebermetastasen signifikant und verlängert das Überleben von Mäusen mit Lebermetastasen. Triptolid führt dosisabhängig zu Zelltod durch Apoptose und G1-Zellzyklusarrest in dem es die Expression von XIAP, Survivin, BCL-Xl und c-Myc, nicht jdeoch Cyclin D1 und Cdk-4 hemmt. Dies geht mit einem Verlust von P-Jak-2 und STAT-3-Aktivität einher und der Effekt läßt sich durch Verwendung eines Jak2-Inhibitors validieren. Die Inhibtion des Jak-2/STAT-3-Signalweg ist in Kolon- und Pankreaskarzinomzellen gleichermaßen nachvollziehbar. Diskussion In dieser Arbeit wird gezeigt, dass Minnelide™ in Analogie zu den Ergebnissen in Pankreaskarzinommodellen das Tumorwachstum signifkant hemmt, die Metastasierung bremst und das Überleben der Versuchstiere verbessert und damit eine vielversprechende Substanz für die Behandlung des metastasierten Kolonkarzinoms darstellt. Weitere Studien zum Vergleich mit Standardsubstanzen und in nicht-immundefizienten Tiermodellen sind jedoch notwendig. Eine Inhibtion von Jak-2 durch Triptolid war bisher weder für das Kolon- noch für das Pankreaskarzinom beschrieben. Jak-2, als Zielstruktur von Triptolid, reiht sich damit in eine ständig wachsende Liste von möglichen Wirkmechanismen ein. In welcher Weise Triptolid mit Jak-2 und anderen Signalwegen interagiert, bleibt weiter unverstanden und bedarf weiterer Forschung.
  • Colon cancer is the fourth leading cause of cancer related death in Western countries. Despite recent progress in the treatment of metastatic disease, the five year survival of stage IV colon cancer remains below dismal 15%. Triptolide is a plant derived compound that has been shown to have promising anti-tumor effects in a variety of human malignancies including colon cancer. Minnelide is a novel water soluble prodrug of triptolide, which has been developed at the University of Minnesota and is currently undergoing a phase I trial. In this study we evaluated the efficacy of triptolide and Minnelide for treatment of colon cancer in preclinical models. Minnelide reduces the growth of colon cancer in xenograft tumors in mice, inhibits the progression of liver metastasis and mice with metastatic disease that receive Minnelide live significantly longer than control animals. Triptolide effectively inhibits cancer cell viability through induction of apoptosis and G1-cell-cylce arrest. It leads to inhibition of expression of survivin, XIAP and BCL-XL as well as c-Myc, but not not Cyclin D1 and cdk-4. Jak/STAT-signaling is known to be important for cancerogenesis of colon cancer. Here we show that triptolide inhibits Jak-2 phosphorylation in colon and pancreatic cancer cell lines, inhibits physical interaction of Jak-2 and STAT-3 and reduces STAT-3 transcriptional activity in vitro. Pharmacological inhibition of Jak-2 by small molecule inhibitor WP1066 similarly decreases viability in a dose dependent fashion and inhibits expression of STAT-3 controlled oncogenes. We concluded that triptolide and it´s novel prodrug Minnelide show good cytotoxic effects in colon cancer models in vitro and in vivo by inhibtion of Jak-2/STAT-3 pathway and that Jak-2 is a promising target for treatment of colon and pancreatic cancer.

Download full text files

Export metadata

Additional Services

Share in Twitter Search Google Scholar
Metadaten
Author: Georg Beyer
URN:urn:nbn:de:gbv:9-002329-3
Title Additional (English):Preclinical evaluation of efficacy and mechanism of action of triptolide and Minnelide in colon cancer in vitro and in vivo with special emphasis on Jak-2/STAT-3 signaling
Advisor:Prof. Dr. Julia Mayerle, Prof. Dr. Markus M. Lerch
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2015/10/23
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Universitätsmedizin (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2015/10/12
Release Date:2015/10/23
Tag:colon cancer, liver metastasis, oncology, signal transduction, triptolide
GND Keyword:Darmkrebs, Medizin, Metastase, Onkologie, Signaltransduktion, Tierversuch, Zellkultur
Faculties:Universitätsmedizin / Klinik und Poliklinik für Innere Medizin Abt. Gastroenterologie, Endokrinologie und Ernährungsmedizin
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit