Marie Luise Knierim

• Mutationen und Expressionsänderungen im Bereich der Rezeptortyrosinkinasen (RTK) sind Bestandteil der Pathogenese des oralen Plattenepithelkarzinoms (PEC). Insbesondere die Überexpression des epidermal growth factor receptor (EGFR) ist mit 90 % die am häufigsten auftretende Veränderung, jedoch zeigen auf diese Mutationen zielgerichtete Therapie-Formen nicht die gewünschten Erfolge. Angesichts der sich schnell entwickelnden Platinresistenzen und der schlechten 5-Jahre-Überlebensrate von 55–60 %, scheint die Identifikation innovativerMutationen und Expressionsänderungen im Bereich der Rezeptortyrosinkinasen (RTK) sind Bestandteil der Pathogenese des oralen Plattenepithelkarzinoms (PEC). Insbesondere die Überexpression des epidermal growth factor receptor (EGFR) ist mit 90 % die am häufigsten auftretende Veränderung, jedoch zeigen auf diese Mutationen zielgerichtete Therapie-Formen nicht die gewünschten Erfolge. Angesichts der sich schnell entwickelnden Platinresistenzen und der schlechten 5-Jahre-Überlebensrate von 55–60 %, scheint die Identifikation innovativer Therapieregime durch Kombinationstherapien mittels Tyrosinkinaseinhibitoren (TKI) ein möglicher Ansatz. Die vorliegende Untersuchung sollte die Wirksamkeit von Lapatinib, Pazopanib, Trametinib, Dabrafenib und in der Monotherapie sowie in Kombination mit herkömmlichen Zytostatika 5-Fluorouracil (5-FU) und Cisplatin auf das orale PEC untersuchen. Alle Versuche wurden dabei an humanen Plattenepithelkarzinomzelllinien (PC1-1, PC13-1, PC52, SCC9 und SCC68) durchgeführt. Die einzelnen Zelllinien zeigten differentielle Ansprechraten bezüglich der applizierten Mono- und Kombinationstherapien, sowie unterschiedliche RTK Expressionen. Ein direktes Verhältnis zwischen Wirkpotential der untersuchten TKI und Rezeptorexpression scheint nicht zu bestehen. Die TKI konnten in allen Zelllinien eine Zellreduktion hervorrufen. Besonders sensibel reagierten die Zellen auf EGF-Inhibitoren (Lapatinib und Trametinib). Lapatinib ist mit einer kumulativen IC50 von 15,69 µM der wirkungsstärkste TKI in der Monotherapie, gefolgt von Trametinib (17,71 µM), Pazopanib (108,47 µM) und Dabrafenib (152,18 µM). Eine Überlegenheit von Pazopanib als multi-targeted TKI gegenüber der single-targeted therapy konnte nicht dargestellt werden. Dabrafenib wurde primär aufgrund des targets als Kontrolle in die Arbeit mit einbezogen und zeigte eine erwartete mäßige Wirkung bei allen Tumorzelllinien. Zusammenfassend liegen die ermittelten inhibitorischen Konzentrationen der Monotherapie teilweise massiv über denen der herkömmlichen Chemotherapeutika. Dieser Sachverhalt könnte auf die Aktivität alternativer Signalkaskaden und/oder die wesentliche Heterogenität des Tumors zurückzuführen sein. Ähnliche Ergebnisse zeigten sich für die Kombinationstherapie mit Cisplatin. Auch hier scheinen die EGFR-Inhibitoren Lapatinib und Trametinib aufgrund einer niedrigen IC50 überlegen zu sein. In der Kombinationstherapie mit Cisplatin zeigt Trametinib sogar mit einer kumulativen IC50 von 18,66 µM ein stärkeres inhibitorisches Potential als Lapatinib (38,45 µM). Jedoch wird bei näherer Betrachtung deutlich, dass Kombinationen mit Cisplatin ausschließlich in den Versuchsreihen mit Dabrafenib und Lapatinib eine Verbesserung bezüglich der max. Zellzahlreduktion ergaben. Ursache könnte unter anderem der Einfluss von ATP-binding cassette (ABC)-Transportern sein, welche Cisplatin als Substrat haben. Das gleiche Bild zeigt sich für die Kombination mit 5-FU, sodass sich an der Reihenfolge der TKI nichts ändert, allerdings Dabrafenib von der Kombination erneut am meisten profitiert. Additive Effekte mit 5-FU konnten für zwei von fünf Zelllinien mit Trametinib und für eine von fünf Zelllinien mit Dabrafenib und Lapatinib festgestellt werden. Die hohen Erwartungen an die targeted therapy durch die Inhibition verschiedener Tyrosinkinasen im oralen PEC konnte in der vorliegenden Arbeit nicht bestätigt werden. Vielmehr scheinen diese ihre Limitation in der Komplexität des Tumors zu finden, was sich auch in nur leichten additiven Effekten in den untersuchten Kombinationstherapien mit herkömmlichen Chemotherapeutika wiederspiegelt. Weitere Studien scheinen nur wenig sinnvoll. Jedoch zeigen andere Vertreter der zielgerichteten Therapie, die Substanzklassen der second mitochondria-derived activator of caspase (SMAC)-mimetics vielversprechende Ergebnisse in ersten eigenen Zelllinienversuchen, so dass eine Fortführung dieser sinnvoller erscheint.…
• Mutations and changes in expression of receptor tyrosine kinases (RTK) are part of the pathogenesis of oral squamous cell carcinoma (OSCC). In particular, overexpression of the EGFR is the most common change at 90%, but targeted therapies for these mutations do not show the desired results. Given the rapidly evolving of platinum resistance and the poor 5-year survival rate of 55-60%, the identification of innovative treatment regimens through combination therapies via tyrosine kinase inhibitors (TKI) seems a possible approach. The presentMutations and changes in expression of receptor tyrosine kinases (RTK) are part of the pathogenesis of oral squamous cell carcinoma (OSCC). In particular, overexpression of the EGFR is the most common change at 90%, but targeted therapies for these mutations do not show the desired results. Given the rapidly evolving of platinum resistance and the poor 5-year survival rate of 55-60%, the identification of innovative treatment regimens through combination therapies via tyrosine kinase inhibitors (TKI) seems a possible approach. The present study was designed to investigate the efficacy of lapatinib, pazopanib, trametinib, dabrafenib and monotherapy in combination with conventional cytotoxic agents 5-fluorouracil (5-FU) and cisplatin on OSCC. All experiments were performed on human squamous cell carcinoma cell lines (PC1-1, PC13-1, PC52, SCC9 and SCC68). The individual cell lines showed differential response rates with respect to the applied mono- and combination therapies, as well as different RTK expressions. There does not seem to be a direct relationship between the potency of the investigated TKI and receptor expression. The TKI were able to induce a cell reduction in all cell lines. The cells were particularly sensitive to EGF inhibitors (lapatinib and trametinib). Lapatinib is the most potent TKI in monotherapy with a cumulative mean inhibitory concentration (IC50) of 15.69 μM, followed by trametinib (17.71 μM), pazopanib (108.47 μM) and dabrafenib (152.18 μM). A superiority of pazopanib as a multi-targeted TKI over single-targeted therapy could not be demonstrated. Dabrafenib was included as a control in the study primarily because of the target and showed an expected moderate effect on all tumor cell lines. In summary, the determined inhibitory concentrations of monotherapy are sometimes far greater than those of conventional chemotherapeutic agents. This issue could be due to the activity of alternative signaling cascades and / or the substantial heterogeneity of the tumor. Similar results were shown for the combination therapy with cisplatin. Again, the EGFR inhibitors lapatinib and trametinib appear to be superior due to low IC50. In combination therapy with cisplatin, trametinib shows a greater inhibitory potential than lapatinib (38.45 μM) even with a cumulative IC50 of 18.66 μM. However, on closer inspection it becomes clear that combinations with cisplatin only in the test series with dabrafenib and lapatinib an improvement in the max. cell number reduction resulted. One reason could be the influence of ABC transporters, which have cisplatin as a substrate. The same picture emerges for the combination with 5-FU, so that the order of the TKI does not change, but dabrafenib again benefits the most from the combination. Additive effects with 5-FU were found for two out of five cell lines with trametinib and for one out of five cell lines with dabrafenib and lapatinib. The high expectations of targeted therapy due to the inhibition of various tyrosine kinases in OSCC could not be confirmed in the present work. Rather, these seem to find their limitation in the complexity of the tumor, which is also reflected in only slight additive effects in the investigated combination therapies with conventional chemotherapeutic agents. Further studies seem to make little sense. However, other agents of targeted therapy, the substance classes of the second mitochondria-derived activator of caspase (SMAC) mimetics, show promising results in their first own cell line experiments, so that a continuation of this appears more hopeful.…