title: In vitro Evaluation immunmodulatorischer Therapien zur Behandlung des anaplastischen Schilddrüsenkarzinoms
title: In vitro evaluation of immunomodulatory therapies for treatment of anaplastic thyroid cancer
titleType: AlternativeTitle
Creators: name: Knauff, Franziska
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2023
Subjects: Medizin Anaplastic Thyroid Cancer Anaplastisches Schilddrüsenkarzinom Immunmodulatorische Therapien Panobinostat Sorafenib Atezolizumab
Medical sciences Medicine
Medizin

description: Das anaplastische Schilddrüsenkarzinom (ATC) zählt zu den aggressivsten und tödlichsten Tumorerkrankungen überhaupt. Gründe hierfür sind unter anderem das hohe Metastasierungspotenzial und das Fehlen effektiver Therapiekonzepte. Hieraus ergibt sich die Notwendigkeit, zielgerichtete und multimodale Therapien zu etablieren und die molekulargenetischen Mechanismen in Zellen des ATCs weiter zu entschlüsseln, um eine effektive und individualisierte Behandlung zu ermöglichen. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, inwiefern der PD-L1-Inhibitor Atezolizumab, der Histondeacetylaseinhibitor (HDACi) Panobinostat und der Tyrosinkinaseinhibitor (TKI) Sorafenib die Zellviabilität von Zellen des ATCs beeinflussen können. Des Weiteren wurde mit Hilfe von qRT-PCR und Western Blot analysiert, inwiefern die Behandlung der Zellen die Expression der Autophagiemarker UVRAG, p62, Beclin, LC3B-I, LC3B-II, AMPKα und P-AMPKα auf Gen- bzw. Proteineben beeinflusst und welche Rolle die Autophagie, als alternativer Weg des Zelltodes, bei der Behandlung der einzelnen Zelllinien spielt. Zuletzt wurde die mögliche Beeinflussung des Proteinlevels von PD-L1 untersucht. Für die Durchführung stand zum einen die etablierte Zelllinie C643, zum anderen die Zelllinien dreier humaner Primärkulturen zur Verfügung. Als Kontrollzelllinie wurde die etablierte, humane Zelllinie Nthy ori 3-1 genutzt. Mit Hilfe einer Zellviabilitätsmessung via RealTime-GloTM konnte demonstriert werden, dass der HDACi Panobinostat schon bei einer Konzentration von 10 nM eine signifikante (p &lt; 0,05) Reduktion der Zellviabilität in Sphäroiden der etablierten Zelllinie C643 bewirken kann, während dies nach der Behandlung mit 500 ng/ml Atezolizumab und 1 µM Sorafenib nur eingeschränkt beobachtet werden konnte. Interessanterweise zeigte die Kombination von Atezolizumab mit Panobinostat bzw. Sorafenib einen synergistischen Effekt, wobei vor allem die zuerst genannte Kombination zu einer Reduktion der Zellviabilität führte. Bei der mikroskopischen Untersuchung von Sphäroiden führte die singuläre Behandlung mit Panobinostat, wie auch die Kombination mit Atezolizumab, zu einer Verdunkelung der Sphäroide und zu einem Verlust der Grundstruktur. Außerdem konnte beobachtet werden, dass eine singuläre Behandlung mit den genannten Substanzen zu einer Überexpression einiger Gene führte, die für die Autophagie relevant sind. Eine Kombinationsbehandlung induzierte in zwei der untersuchten Transkripte eine erhöhte Expression. Hingegen war auf Proteinebene nach der Behandlung mit Panobinostat fast kein Nachweis der Autophagie-relevanten Proteine mehr möglich, dies spricht für einen stark wirksamen Autophagieprozess, welcher letztendlich zu einer Einschränkung der Zellviabilität und zum Zelltod der behandelten Zellen führte. Bemerkenswert ist allerdings, dass nach der Kombinationsbehandlung mit Atezolizumab und Panobinostat, im Vergleich zur singulären Behandlung mit Panobinostat, eine erhöhten Expression der Autophagie-relevanten Proteine beobachten werden konnte. Dies weist auf einen Autophagie-inhibierenden Effekt von Atezolizumab hin. Trotzdem konnte auch nach der Kombinationsbehandlung mit Atezolizumab und Panobinostat eine deutliche Einschränkung der Zellviabilität festgestellt werden, was darauf hindeutet, dass der Autophagie-induzierende Effekt von Panobinostat den Autophagie-inhibierenden Effekt von Atezolizumab überwindet und so den Zelltod der behandelten Zellen bewirkt. Derartige Beobachtungen konnten für die singuläre Behandlung mit Atezolizumab und Sorafenib bzw. deren Kombination nicht gemacht werden. Die Einschränkung der Zellviabilität nach der Behandlung mit den zuletzt genannten Substanzen ist also nicht auf eine Induktion der Autophagie zurück zu führen. Des Weiteren konnte eine potenzielle Erhöhung der PD L1 Expression der Tumorzellen nach Behandlung mit Panobinostat und Sorafenib beobachtet werden, dies wiederum könnte die Tumorzellen für eine Behandlung mit dem PD L1-Inhibitor Atezolizumab weiter sensibilisieren. Die Ergebnisse dieser Arbeit verdeutlichen das hohe Potenzial kombinierter und synergetisch wirkender Therapiekonzepte, wobei vor allem die Kombination des PD-L1-Inhibitors Atezolizumab mit dem HDACi Panobinostat ein wirksames Therapiekonzept bei der Behandlung des ATCs darstellen könnte. Weitere Untersuchungen werden benötigt, um die genauen Rollen von PD-L1 und Autophagie in Zellen des ATCs zu entschlüsseln, um auf diese Weise durch gezielte Therapiekonzepte eine effektive Behandlung dieser tödlichen Tumorerkrankung zu ermöglichen.