Die Hemmung von beta1 Integrinen führt zu einer gesteigerten Strahlenempfindlichkeit in therapie-naiven und -resistenten Pankreaskarzinomzelllinien

Fragestellung: Trotz großer Fortschritte in der Therapie des Adenokarzinoms des Pankreas (PDAC) ist die Prognose schlecht. Obwohl das therapiesensibilisierende Potenzial einer Hemmung von β1 Integrinen in diversen Malignomen bekannt ist, unterscheiden sich die zugrundeliegenden Mechanismen zwischen den Tumortypen teilweise beträchtlich. Sie sind jedoch sowohl für Patientenstratifizierung als auch Entwicklung von Multi-Targeting Therapien in Kombination mit konventioneller Radiochemotherapie entscheidend. In der vorliegenden Studie widmen wir uns der Sensibilisierung von therapie-naiven und therapieresistenten Pankreaskarzinomzellen durch Antikörper-basierte β1 Integrin Hemmung und beleuchten, einerseits, die sich überlappenden und, andererseits, die sich unterscheidenden Mechanismen.
Methodik: In physiologischeren Matrix-basierten 3D-Zellkulturen wird der Effekt des β1 Integrin blockierenden Antikörpers AIIB2 auf das Überleben nach Bestrahlung, Chemotherapie oder die Kombination mit Koloniebildungsassays in sechs therapienaiven Pankreaskarzinomzelllinien sowie einer radioresistenten Zelllinie untersucht. Proteinexpression und Signaltransduktion werden mittels Western Blot und Immunfluoreszenz analysiert. Zur molekularen Charakterisierung von therapie-naiven und therapieresistenten Pankreaszellen wird eine Kinomanalyse durchgeführt.
Ergebnis: Die Analyse von TCGA Daten zeigt eine starke Korrelation zwischen hoher Expression des β1 Integrins auf mRNA-Ebene mit kürzerem Überleben von PDAC Patienten. Passend zu diesen Daten reagieren alle untersuchten Zelllinien, die unterschiedliche β1 Integrin Expressionslevel aufweisen, auf AIIB2 mit hoch signifikanter Steigerung der Strahlenempfindlichkeit. Zelllinien-abhängig wird die SF6 um das 2- bis 7-fache gesenkt. Interessanterweise wird auch die signifikant radioresistentere Zelllinie durch AIIB2 erneut auf das Niveau der therapie-naiven sensibilisiert. Je nach untersuchter Zelllinie führt die AIIB2-Gabe zudem zu einer Radiochemosensibilisierung. FAK, eine für das zelluläre Überleben bedeutende Kinase, die nach Bestrahlung stärker aktiviert vorliegt, zeigt nach β1 Integrin Hemmung eine deutliche Dephosphorylierung. Die Kinomanalyse von über 150 Tyrosin- und über 150 Serin/Threoninkinasen inklusive biostatistischer Auswertung befindet sich in der Finalisierung.
Schlussfolgerung: Unsere Ergebnisse zeigen auch im Pankreaskarzinom eine besondere Rolle des β1 Integrins für Therapiesensibilisierung und Resistenz, die wir uns zu Nutze machen wollen. Interessant ist die Beobachtung, dass Tumorzellen keine Resistenz für eine β1 Integrin Hemmung entwickeln und therapieresistente Zellen effektiv radiochemosensibilisert werden können. Erste Einblicke in die molekularen Mechanismen dieser potenziellen und potenten molekularen Targetingstrategie für das PDAC werden präsentiert.