Einfluss des Histondeacetylase-Inhibitors Belinostat auf das Wachstum von Pankreastumorzellen in vivo und in vitro

Abstract

Das Pankreaskarzinom hat auf Grund seiner hohen Mortalitätsrate und trotz verbesserter Diagnose- und Therapiemöglichkeiten nach wie vor eine schlechte Prognose. Neuere adjuvante Behandlungen stellen die Histondeacetylase-Inhibitoren dar, die (über die Histon-Deacetylase) Einfluss auf die Regulation der Genexpression in Tumorzellen nehmen.In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss des neuen Histondeacetylase-Inhibitors Belinostat an einem Pankreaskarzinommodell in vitro und in vivo untersucht. Dazu wurden in vitro die Pankreastumorzellen T3M4, ASPC und Panc-1 und in vivo das Modell der athymischen Nacktmäuse verwendet. Zum Einsatz kamen sowohl eine Behandlung mit Belinostat als Monotherapie als auch in Kombination mit dem bereits lange bekannten Chemotherapeutikum Gemcitabine. Mittels Proliferations-Assay konnte ein hemmender Effekt von Belinostat bei allen Zelllinien gefunden werden. Die Belinostat-Monotherapie führte zu einer Steigerung der Apoptoserate, welche in Kombination mit Gemcitabine noch verstärkt wurde. Eine Erhöhung des Histon H4-Gehaltes in den Tumorzelllinien wurde im Western Blot aufgezeigt, so dass Belinostat über eine Histon-Hyperacetylierung Veränderungen in der Genexpression hervorzurufen scheint. Das Protein P21 als immunmodulatorische Antwort auf Belinostat konnte in Panc-1-Zellen verstärkt gefunden werden. Bei den in vivo Versuchen mit athymischen Nacktmäusen konnte der positive Einfluss von Belinostat an der Reduzierung der Tumorgröße gezeigt werden. Diese korrelierte mit einer Abnahme der proliferierenden Tumorzellen, dargestellt mit Hilfe des Antikörpers KI-67. In allen durchgeführten Versuchen konnte somit eine erfolgreiche Wirkung von Belinostat nachgewiesen werden.Die Beobachtungen an den drei Zelllinien und dem Mausmodell lassen erkennen, dass Belinostat ein viel versprechendes Potential als Antitumoragens hat. Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Kombinationsbehandlung mit dem Histondeacetylase-Inhibitor Belinostat und dem Standardchemotherapeutikum Gemcitabine zu verbesserten Ergebnissen bei der Behandlung von Pankreaskarzinomzellen führen kann. Es konnte eine positive Beeinflussung schon bei einer geringen Dosierung und ohne ein Zeichen von Toxizität nachgewiesen werden. Diese Daten rechtfertigen somit die Durchführung weiterer Studien zur Wirkung von Belinostat, um Patienten mit Pankreaskarzinom zu einer besseren Prognose zu verhelfen. Pancreatic carcinoma is one of the major causes of cancer death. Despite of new diagnostics and new therapy modalities the prognosis remains poor and survival rates have not changed significantly over the last 20 years. As part of a new adjuvant therapy, histone deacetylase inhibitors have been shown to induce specific changes in gene expression of the tumor cells.This research examines the effect of the new histone deacetylase inhibitor Belinostat in pancreatic cancer models: in vitro pancreatic cancer cells T3M4, ASPC, and Panc-1 and in vivo an athymic nude mouse model. The studies were performed with Belinostat alone as well as in combination with Gemcitabine, a standard chemotherapeutic agent.These studies suggest a successful effect of Belinostat on pancreatic tumor cells, inducing apoptosis and inhibition of cancer growth.Therefore, the observations on all three cell lines and the mouse model demonstrate promising potential of Belinostat as an anti tumor agent. The combination of Belinostat and Gemcitabine delivers better results in treatment of pancreatic carcinoma than Belinostat monotherapy or standard chemotherapy alone. The positive effects were already observed at a low dosages without any sign of toxicity. These results demonstrate that histone deacetylase inhibitor Belinostat is a potential efficient anti-pancreatic cancer drug and legitimates further studies in pancreatic cancer patients.