TY  - THES
A1  - Klenk, Nicola Anna
T1  - Einfluss von HGF/c-Met auf das Tumormikromilieu in Kopf-Hals-Karzinomen
T1  - Influence of HGF/c-Met on the tumor microenvironment in head and neck cancer
N2  - Der HGF/c-Met-Signalweg wurde bereits seit vielen Jahren als ein wesentlicher Faktor in der Tumorgenese von Kopf-Hals-Karzinomen diskutiert. Allerdings lag der Fokus bisher nur auf den Tumorzellen selbst. In letzter Zeit wurde jedoch mehr über das umgebende Tumormikromilieu und seine bedeutende Rolle in der Tumorprogression bekannt. In anderen Tumormodellen wurde bereits gezeigt, dass der HGF/c-Met-Signalweg eine immunologische und metabolische Wirkung auf das Tumormikromilieu hat. Eine Signal-Aktivierung führte zu einer Zunahme des Immun-Checkpoint-Proteins PD-L1 auf der Tumorzelloberfläche. PD-L1 bewirkt wiederum eine Hemmung des Immunsystems, indem es die T-Zell-Aktivierung im Mikromilieu verhindert und somit die Tumorzellen nicht vom Immunsystem erkannt und beseitigt werden können. 
Außerdem wurde gezeigt, dass HGF/c-Met eine Glykolyse-steigernde Wirkung auf Tumorzellen hat und durch die Energiezufuhr indirekt zu einer hohen Proliferationsrate beiträgt. Ein Nebeneffekt ist hier, dass das durch die hochregulierte Glykolyse anfallende Laktat im Tumormikromilieu akkumuliert und dadurch die T-Zellen der Immunabwehr zusätzlich schädigt.  
Um auch den Einfluss von HGF/c-Met auf das Tumormikromilieu von Kopf-Hals-Karzinomen zu prüfen, wurden zwei etablierte Zelllinien (Detroit562 und FaDu), aus humanen Plattenepithelkarzinomen der Kopf-Hals-Region, für die Versuchsreihen in der vorliegenden Arbeit herangezogen. 
Die Durchflusszytometrie ergab, dass nach HGF-Stimulation die Menge an 
PD-L1 auf der Zelloberfläche beider Tumorzelllinien im Vergleich zur unbehandelten Probe zunahm. Bei Detroit562 war die Zunahme signifikant. Als Kontrolle wurde zusätzlich mit zwei verschiedenen Hemmprinzipien (PHA-665752 und c-Met-siRNA) das HGF-Signal unterbunden. Zusammen konnte damit bestätigt werden, dass die Zunahme von PD-L1 durch die Zugabe von HGF ausgelöst wurde. Mit Hilfe eines Verfahrens zur Messung des Glykolyse-bedingten Protonenausstroms, konnte festgestellt werden, dass eine Behandlung mit HGF in Detroit562 und FaDu zu einer gesteigerten Glykolyse führt.
Auffällig war, dass sowohl beim durchflusszytometrischen Nachweis von 
PD-L1, als auch bei der Messung der Glykolyse, nach HGF-Stimulation bei Detroit562 im Vergleich zu FaDu ein deutlich größerer Effekt zu sehen war. Ein Zusammenhang könnte darin bestehen, dass die Detroit562-Tumorzellen aus Metastasen stammen. Aus anderen Vorarbeiten ist bekannt, dass Metastasen eine höhere Expression des HGF-Rezeptors c-Met zeigen. Eine im Vergleich zu FaDu höhere c-Met-Expression in Detroit562 kann zu einem stärkeren HGF-Signal und damit zu einem stärkeren Effekt auf nachfolgende Prozesse führen. 
Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit erweitern unser Verständnis bezüglich des HGF/c-Met-Signalwegs und zeigen, dass eine simultane Hemmung der 
PD-1/PD-L1-Achse und des HGF/c-Met-Signalwegs synergistische Effekte haben könnte.
N2  - The HGF/c-Met signalling pathway has been discussed for many years as an essential factor in the tumorgenesis of head and neck cancer. However, the focus has so far only been on the tumor cells themselves. Recently, there is more knowledge about the surrounding tumor microenvironment and its important role in tumor progression. Other tumor models have already shown that the HGF/c-Met signalling pathway has an immunological and metabolic effect on the tumor micromilieu. Signal activation led to an increase in the immune checkpoint protein PD-L1 on the tumor cell surface. PD-L1 inhibits the immune system by preventing T-cell activation in the micromilieu and thus prevents tumor cells from being recognized and eliminated by the immune system. 
It has also been shown that HGF/c-Met has a glycolysis-increasing effect on tumor cells and indirectly contributes to a high rate of proliferation through the supply of energy. A side effect here is that the lactate produced by the highly regulated glycolysis accumulates in the tumor microenvironment and thus additionally damages the T-cells of the immune system.  
In order to examine the influence of HGF/c-Met on the tumor micromilieu of head and neck carcinomas, two established cell lines (Detroit562 and FaDu), from human squamous cell carcinomas of the head and neck region, were used for the test series in this paper. 
Flow cytometry showed that after HGF stimulation the amount of 
PD-L1 on the cell surface of both tumor cell lines compared to the untreated sample. Detroit562 showed a significant increase. As a control, two different inhibitors (PHA-665752 and c-Met-siRNA) were used to inhibit the HGF signal. Together they confirmed that the increase of PD-L1 was caused by the addition of HGF. Using a method to measure the glycolysis-related proton outflow, it was found that treatment with HGF in Detroit562 and FaDu leads to increased glycolysis.
It was noticeable that both the flow cytometric detection of 
PD-L1 and glycolysis showed a greater effect after HGF stimulation in Detroit562 compared to FaDu. The reason could be that the Detroit562 tumor cells originate from metastases. From other preliminary work it is known that metastases show a higher expression of the HGF receptor c-Met. A higher c-Met expression in Detroit562 compared to FaDu can lead to a stronger HGF signal and thus to a stronger effect on subsequent processes. 
The results of the present work broaden our understanding of the HGF/c-Met signaling pathway and show that simultaneous inhibition of the 
PD-1/PD-L1 axis and the HGF/c-Met signaling pathway could have synergistic effects.
KW  - Hepatozyten-Wachstumsfaktor
KW  - HGF
KW  - HNSCC
KW  - Tumorstoffwechsel
KW  - Kopf-Hals-Karzinom
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-184916
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  -