TY  - THES
A1  - Weigl, Elena Johanna Dorothée
T1  - Dosis-Wirkungsbeziehungen von Gefitinib in einem humanen Lungentumormodell
T1  - Characterization of dose and impact relations of Gefitinib in a human lung cancer model
N2  - Als die häufigste tödliche Tumorerkrankung weltweit ist das Lungenkarzinom mit einer sehr schlechten Prognose verbunden. Eine Behandlungsoption für Lungenadenokarzinome, die eine aktivierende EGFR-Mutation aufweisen, ist der orale EGFR-TKI Gefitinib (Iressa®, ZD1839). Die Resistenzentwicklung von Tumoren gegen diese Therapie stellt ein großes klinisches Problem dar.
Das Ziel dieser Arbeit war es, die Dosis-Wirkungs-Beziehung von Gefitinib, sowie die Entwicklung von Resistenzen in einem etablierten humanen 3D Lungentumormodell zu untersuchen und dieses Testsystem für eben diese Fragestellungen zu validieren.
Vorliegende Arbeit bestätigt, dass pharmakologische Untersuchungen in Zellkulturen häufig zu einer Überschätzung des Behandlungserfolges führen. Das verwendete Modell entspricht mehr den in vivo Bedingungen. In dieser Arbeit wurden zwei ATP-Zellvitalitätsassays für die statischen 3D Lungentumormodelle etabliert und erfolgreich angewendet. Dabei zeigte sich eine konzentrationsabhängige Wirkung von Gefitinib auf das Wachstum, die Proliferation, die Apoptose, die Markerexpression sowie die Signalwegsaktivierungen. Im statischen 3D Lungentumormodell lag der IC50-Wert zwischen 0,05-0,1 µM Gefitinib welches den Werten aus klinischen Beobachtungen entspricht. Auch der in der Klinik bereits nach wenigen Stunden eintretende zeitliche Effekt von Gefitinib konnte in unserem Modell bestätigt werden. Eine dynamische Kultivierung der Lungentumorzellen, mit von Scherkräften verursachtem schnellerem Zellwachstum, führte zu einer weiteren Annährung an die klinischen Gegebenheiten. Das Netzwerk der Gefitinib-Wirkung auf die EGFR-Signalkaskade wurde in unserem Modell charakterisiert.
Die Betrachtung einer resistenten Zell-Subpopulation zeigte einen Resistenzmechanismus über eine Epitheliale-Mesenchymale-Transition. Zusätzlich wurde versucht, eine neue medikamenten-resistente Zell-Subpopulation zu generieren.
Das beschriebene 3D Lungentumormodell ermöglicht richtungsweisende Untersuchungen zu Dosis-Wirkungs-Beziehung von Gefitinib. Ansätze für eine weitere Optimierung des Modells wurden herausgearbeitet.
N2  - Lung cancer is the deadliest proliferative disease worldwide and associated with a poor prognosis. One option for treatment of adenocarcinomas of the lung with an activating epidermal growth factor receptor (EGFR) mutation is the oral EGFR-tyrosine kinase inhibitor (TKI) Gefitinib (Iressa®, ZD1839). The development of resistances against EGFR-TKIs is a predominant clinical threat.
The aim of this dissertation was to further explore the relations of dose and impact of Gefitinib and the development of resistances in an established three dimensional (3D) human lung cancer model. The models accuracy was analysed.
This study confirmed that pharmacological testing in cell cultures often leads to an overestimation of the treatment while our model represents in vivo conditions in a more accurate way. Initially two ATP-cell viability assays were established and successfully used in the static 3D lung cancer model. Gefitinib had a concentration-dependent impact on cell growth, proliferation, apoptosis, the expression of markers and the activation of signalling pathways. In the static 3D lung cancer model the half maximal inhibitory concentration was reached between 0.05 µM and 0.1 µM Gefitinib. The effect of Gefitinib was apparent after several hours. These findings confirmed clinical observations. To mimic the clinical setting further the lung cancer cells were cultivated under dynamic conditions which lead to shear forces and a resulting rise in cell growth. In our model we characterized the network of the EGFR signalling pathways.
Exploration of a resistant subpopulation of adenocarcinoma cells revealed an epithelial-mesenchymal transition of the cells. The generation of another resistant subpopulation was attempted.
The described 3D lung cancer model can be used for an indicatory analysis of Gefitinib and its properties. Options for further improvement were explored.
KW  - Lungentumor
KW  - Dosis-Wirkungs-Beziehung
KW  - Adenocarcinom
KW  - Tissue Engineering
KW  - Protein-Tyrosin-Kinasen
KW  - Gefitinib
KW  - Tumormodell
KW  - Resistenzentwicklung
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-204359
ER  - 
TY  - THES
A1  - Neckel, Norbert Bruno
T1  - In vitro-Untersuchungen zur Wirksamkeit von Erlotinib, Gefitinib und Cetuximab bei der Behandlung des Kopf-Hals-Karzinoms
T1  - In-vitro study on erlotinib, gefitinib and cetuximab responsiveness in head and neck cancer cell lines
N2  - Das derzeit einzige für die Therapie des Kopf-Hals-Karzinoms zugelassene spezifische Therapeutikum ist der monoklonale Antikörper Cetuximab, welcher eine gezielte Blockade des epidermal growth factor receptors (EGFR) bewirkt. Tyrosinkinaseinhibitoren (TKIs) wie Erlotinib oder Gefitinib, welche ebenfalls am EGFR angreifen, konnten in klinischen Studien bisher nicht den hohen Erwartungen standhalten, wenngleich diese bei anderen Tumoren erfolgreich eingesetzt werden. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Wirksamkeit der Medikamente in Mono- und Kombinationstherapie im Rahmen von in-vitro-Experimenten zu untersuchen. Weiterhin soll die Phosphoryierung des EGFR vor und nach der Inkubation mit den o.g. Medikamenten mittels Western Blot erfasst werden, um hieraus ggf. Rückschlüsse auf Gründe für ein Ausbleiben der Wirkung zu erhalten.
In der vorliegenden Arbeit wurden Versuche an sechs Karzinomzelllinien (A431, PCI-1, PCI-13, PCI-9, PCI-68, PCI-52) durchgeführt. Hierbei wurden Erlotinib, Gefitinib und Cetuximab sowohl in Einzel-, als auch in Kombinationstherapie angewandt. Die Auswertung erfolgte mittels Kristallviolett-Assay. Zudem wurde mittels Western Blot-Verfahren die Aktivierung des EGFR, mit und ohne Medikamentenzusatz nach vorheriger Stimulierung mit EGF, anhand der Phosphorylierung am Tyrosinrest 1173 untersucht werden.
Die Einzeltherapie mit Cetuximab führte nur bei den Zelllinien PCI-1 und PCI-13 zu statistisch signifikanter Hemmung des Zellwachstums, welches jedoch nicht dosisabhängig war. Erlotinib und Gefitinib zeigten keine signifikanten Unterschiede in ihrer Wirksamkeit und führten zu einer Reduzierung des Zellwachstums. In den beiden Kombinationsversuchen konnte keine Wirkungsverstärkung bei gemeinsamer Gabe von TKIs und Cetuximab festgestellt werden. Ein Vergleich klinisch relevanter Dosen von 100 mg/ml Cetuximab mit 0,5 μM, 1,6 μM und 5,5 μM Erlotinib oder Gefitinib ergab in der niedrigsten Konzentration bei drei und in den beiden höheren Konzentration sogar bei vier Zelllinien signifikant bessere
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Ergebnisse für die TKIs. Die in der Western Blot-Analyse durchgeführten Phosphorylierungsnachweise zeigen die wirksame Blockade des Rezeptors durch Inhibierung der Autophosphorylierung an Tyr1173 durch alle drei Medikamente.
Die bessere Wirksamkeit der TKIs im Vergleich zu Cetuximab im Zellkulturversuch ist gegensätzlich zu Beobachtungen in klinischen Studien. Dies lässt unter anderem den Rückschluss zu, dass die in vivo-Wirkmechanismen von Cetuximab in der zwei-dimensionalen Zellkultur nur insuffzient abgebildet werden. Weiterhin scheint die Blockade des EGFR durch einen monoklonalen Antikörpers in Kombination mit einem Tyrosinkinaseinhibitor – zumindest auf Grundlage des hier verwendeten in-vitro-Modells – keinen zusätzlichen Effekt zu zeigen.
N2  - Currently the only approved targeted therapeutic agent for the treatment of head and neck cancer is cetuximab, which blocks the epidermal growth factor receptor (EGFR). Even tough effective in other tumors, results of clinical studies investigating the tyrosine kinase inhibitors erlotinib and gefitinib, which also target EGFR, were disappointing. The aim of this study was to evaluate effectiveness of these drugs in an in-vitro cell culture model. Furthermore, western blot was used to demonstrate suppression of phosphorylation of EGFR by these drugs to proof their mechanism of action.
In the present study responsiveness to cetuximab, erlotinib and gefitinib in 6 carcinoma cell lines was investigated. Treatments with a single substance as well as different combinations have been tested and analyzed by crystal violet assays. Incubation with cetuximab showed statistically significant suppression of cell growth only in the cell lines PCI-1 and PCI-13 without correlation to dosage. Moreover, we did not find any significant differences between erlotinib and gefitinib. The comparison between clinically relevant doses of 100 mg/dl cetuximab with 0,5 µM, 1,6 μM and 5,5 μM erlotinib or gefitinib demonstrated better responsiveness to the two tyrosine kinase inhibitors in 3 cell lines using the lowest concentration and even in 4 cell lines when compared with the two higher concentrations. The cell line PCI-52 is generally considered resistant to all 3 of the applied drugs. This stands in contrast to the cell line PCI-1, which showed the highest responsiveness. Using Western blot analysis to detect the auto-phosphorylation of Tyr1173-domain of EGFR, we confirmed that all substances used act according to the publicized mechanism. 
Better responsiveness to the two tyrosine kinase inhibitors in comparison to cetuximab is contrary to the results of clinical studies. This leads to the conclusion that the cell culture in-vitro model is insufficient in demonstrating in-vivo mechanisms of cetuximab. Furthermore, the combination of tyrosine kinase inhibitors and cetuximab does not lead to an enhanced effectiveness in the model used.
KW  - Mundhöhlenkrebs
KW  - Cetuximab
KW  - Erlotinib
KW  - Gefitinib
KW  - Kopf-Hals-Karzinom
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-147428
ER  -