Kastrationsresistenter Prostatakrebs (CRPC)
Strategien zur Überwindung von Resistenzen gegenüber Antihormontherapien der neuen Generation
Mit der Aufklärung verschiedener Mechanismen, die an der Resistenzentwicklung gegenüber der Behandlung mit den Antihormontherapien der neuen Generation beteiligt sind, eröffnet sich die Aussicht, therapeutische Maßnahmen zur Überwindung einzelner Resistenzmechanismen entwickeln zu können. Eine Reihe diesbezüglicher Pilotstudien hat diesbezüglich vielversprechende Wege vorgezeichnet.

Wiederherstellung des Ansprechens auf Enzalutamid oder Abirateron durch Inhibition von AKR1C3

Anhand einer globalen Genexpressionsanalyse wiesen Liu et al. (2015) nach, dass in humanen Prostatakrebs-Zelllinien wie auch an Xenograft-Tumoren bei Resistenz gegenüber Enzalutamid verschiedene Reaktionswege der Androgenbiosynthese überaktiviert sind. Eine besondere Rolle spielt dabei die signifikant erhöhte Expression der Aldo-Keto-Reduktase 1C3 (AKR1C3). Das Enzym katalysiert die Umwandlung der Androgenvorläufer 4-Androstene-3,17-dione und 5α-Androstane-3,17-dione in die potenten Androgenrezeptor-Liganden Testosteron bzw. 5α-Dihydrotestosteron [1]. Erhöhte Expressionsraten der AKR1C3 wurde auch in Prostatakrebszellen nachgewiesen, die infolge chronischer Behandlung mit Abirateron gegenüber dem CYP17-Inhibitor resistent geworden waren [2]. Bei der Behandlung der gegen Enzalutamid und/oder Abirateron resistenten Prostatakrebszellen mit dem AKR1C3-Agonist Indomethacin wurde die Wiederherstellung des Ansprechens auf Enzalutamid und Abirateron erreicht [1, 2].

Überwindung der AR-V7-vermittelten Enzalutamid-/Abirateron-Resistenz

Abb.: Wachstum der AR-V7-überexprimierenden Xenograft-Tumore, die mit Vehikel (AR-V7 Kontrolle) oder ISA-2011B (40 mg/kg, AR-V7 ISA2011B) behandelt wurden. Am Tag 15 betrug das mittlere Tumorwachstum bei den Kontrollen 844,12 mm3 und bei den mit ISA-2011B behandelten Tieren
243,77 mm3.
 
Supprimierung von AR-V7 mittels PIP5K1α-Inhibitor

Die Androgenrezeptor-Splicevariante 7 (AR-V7) bildet mit der Lipid-Kinase Phosphatidyl-Inositol-4-Phosphat-5-Kinase alpha (PIP5K1α) Protein-Protein-Komplexe durch die AR-V7 stabilisiert wird. Zudem war gezeigt worden, dass PIP5K1α die Signalwege der Zyklin-abhängigen Kinase 1 (CDK1) und des AR miteinander verbindet. Im Metastasengewebe von Prostatakrebs-Patienten wiesen Sarwar et al. (2016) eine hohe Expressionsrate an AR-V7 nach, die mit erhöhter PIP5K1α-Expression korrelierte. Mit dem PIP5K1α-Inhibitor ISA-2011B ließen sich bei Mäusen mit AR-V7 überexprimierenden CRPC-Xenograft-Tumoren Wachstum und Proliferation signifikant supprimieren (Abb.). Hierdurch empfiehlt sich ISA-2011B in Kombination mit Enzalutamid als potenzielle Strategie zur Überwindung von Resistenz gegenüber Antiandrogen-Therapien bei CRPC-Patienten [3].

Niclosamid supprimiert die AR-V7-Expression

Anhand präklinischer Untersuchungen zeigten Liu et al. (2016), dass in Prostatakrebszellen durch Überexpression von AR-V7 Resistenz gegenüber Abirateron bewirkt wird. Das bestätigte durch Wiedereinstellen der Sensitivität gegenüber Abirateron nach Unterdrückung der AR-V7-Expression mittels RNA-Interferenz. Zudem ließ sich in AR-V7-überexprimierenden Zellen eine Kreuzresistenz gegenüber Abirateron und Enzalutamid nachweisen. In vitro und im Maus-Xenograft-Modell ließ sich die Sensitivität gegenüber Abirateron durch Behandlung mit dem Molluskizid und potenten AR-V7-Inhibitor Niclosamid zurückgewinnen. Das rechtfertigt die Entwicklung einer Kombination mit Abirateron und Niclosamid als potenzielle Behandlungsstrategie bei CRPC [4].

Liu et al (2017) dehnten ihre Untersuchungen zur Niclosamid-Inhibition auf Bicalutamid- und Enzalutamid-resistente Prostatakrebszellen aus, die AR-Varianten – insbesondere AR-V7 – in signifikant erhöhtem Maße exprimieren. Nach AR-V7-Gen-Knockdown sprachen Bicalutamid- und/oder Enzalutamid-resistente Zellen auf beide Substanzen an. Bei Exposition solcher Zellen mit einer Kombination von Niclosamid und Bicalutamid, wird Enzalutamid-resistentes Tumorwachstum inhibiert, so dass sich damit eine potenzielle Behandlungsstrategie für Patienten mit fortgeschrittenem Prostatakrebs abzeichnet – einschließlich derer, die nicht auf eine Therapie mit Enzalutamid ansprechen [5].

BET Bromodomänen-Inhibitor JQ-1 supprimiert wt-AR und AR-F877L

Die Aufrechterhaltung der Signalfunktion auf der AR-Achse bei Prostatakrebs im kastrationsresistenten Stadium wird durch Blockierung der Androgensynthese und des AR-Signalwegs mit Abirateron bzw. Enzalutamid unterdrückt. Die Vielzahl von Resistenzmechanismen gegenüber den neuen antihormonellen Therapien bedingt die Suche nach alternativen Angriffszielen für die therapeutische Intervention. Als solche wurden Koaktivatoren und Vermittler der Transkriptionssignale ins Auge gefasst, die der AR-Transaktivierungsfunktion nachgeschaltet sind. Dabei kommt dem Bromodomänen-enthaltenden Protein 4 (BRD4) eine zentrale Rolle zu. Mit dem Bromodomänen-Inhibitor JQ1 ließ sich in zur AR-Signaltransduktion befähigten CRPC-Zelllinien die Aktivität auf der AR-Achse durch Inhibition der Bromodomänen supprimieren. Darunter fällt die Induction der TMPRSS2-ERG Fusion und dessen onkogene Aktivität. Mit dem BET Bromodomänen-Inhibitor JQ-1 wird die Interaktion zwischen BRD4 und der N-terminalen AR-Domäne unterbunden. Er verhindert ähnlich wie Enzalutamid, dass AR von den Zielgen-Loci rekrutiert werden. Allerdings war die BET Bromodomänen-Inhibition bei CRPC-Xenograft-Modellen effektiver als die direkte AR-Antagonisierung mit Enzalutamid [6].

Zu den Resistenzen gegenüber Enzalutamid zählt auch das Vorliegen der AR-F877-Mutante, an der Enzalutamid anstatt als Antagonist als Agonist fungiert. Da der BET Bromodomänen-Inhibitor JQ-1 die Aktivierung des wt-AR durch Androgene inhibiert, testeten Coleman et al. (2016) den Inhibitor auch an F877L-exprimierenden CRPC-Xenograft-Modellen. Durch JQ-1 wurde die Aktivierung der AR-Mutante F877L durch Androgen oder Enzalutamid supprimiert. Das wirkte sich in vivo deutlich inhibierend auf das Wachstum der CRPC-Tumore mit der AR-Mutante F877L aus. Mit dieser Strategie könnte eine neue Kombinationstherapie für Patienten mit der AR-Mutanten F877L entwickelt werden [7].

Autophagozytose-Modulation

Die Wirksamkeit von Krebsbehandlungen wird vielfach durch die Induktion von Autophagozytose als zytoprotektive Reaktion auf den therapiebedingten zellulären Stress beeinträchtigt. Solche Effekte wurden bei androgensensitiven und kastrationsresistenten Prostatakrebs-Zelllinien durch Inhibitoren der AR-Signalübertragung bewirkt. Das Blockieren der Autophagozytose schwächt die Überlebensfähigkeit der Krebszellen in vitro und in vivo. Das nährt die Erwartung, die Effektivität der Behandlung von CRPC-Patienten mit Enzalutamid durch Kombination mit Autophagozytose-Modulatoren verbessern zu können. In einer präklinischen Pilotstudie ließ sich das Wachstum orthotoper Maus-Xenograft-Tumore durch Kombinationen von Enzalutamid und Clomipramin oder Metformin signifikant reduzieren [8].



Unterbindung der GR-ARE-Interaktion mit Pyrrol-Imidazol-Polyamid

Bei der Behandlung von CRPC-Patienten mit Enzalutamid wurde vermehrte Glukokortikoid-Rezeptor (GR)-Expression mit unbefriedigendem Therapieansprechen assoziiert [9]. Das wird auf die teilweise Übernahme der mittels Enzalutamid supprimierten Transaktivierungsfunktion des AR durch Interaktion des ligandaktivierten GR mit dem Androgen-Response-Element (ARE) zurückgeführt. Letzteres kann durch Herbeiführen von Konformationsveränderungen der DNA im ARE mit interferierenden kleinen Molekülen wie Pyrrol-Imidazol-Polyamid unterbunden werden. Diese Strategie untersuchten Kurmis et al. (2017) an Enzalutamid-resistenten Prostatakrebs-Zelllinien in vitro und an entsprechenden Xenograft-Modellen in vivo. Die Maßnahme erwies sich als vielversprechende Option zur Überwindung der durch GR-Überexpression bewirkten Enzalutamid-Resistenz [10].

   In präklinischen Studien wurden Proof-of-Principle-Nachweise für die Überwindung einer Reihe von Resistenzmechanismen gegenüber den neuen Antihormontherapien erbracht.

[1] Liu C, Lou W, Zhu Y, et al. 2015. Intracrine androgens and AKR1C3 activation confer resistance to enzalutamide in prostate cancer. Cancer Res 75:1413-1422.
[2] Liu C, Armstrong CM, Lou W, et al. 2016. Inhibition of AKR1C3 activation overcomes resistance to abiraterone in advanced prostate cancer. Mol Cancer Ther 16:35-44.
[3] Sarwar M, Semenas J, Miftakhova R, et al. 2016. Targeted suppression of AR-V7 using PIP5K1α inhibitor overcomes enzalutamide resistance in prostate cancer cells. Oncotarget 7:63065-63081.
[4] Liu C, Armstrong C, Zhu Y, et al. 2016. Niclosamide enhances abiraterone treatment via inhibition of androgen receptor variants in castration resistant prostate cancer. Oncotarget 7:32210-32220.
[5] Liu C, Armstrong CM, Lou W, et al. 2017. Niclosamide and bicalutamide combination treatment overcomes enzalutamide and bicalutamide resistant prostate cancer. Mol Cancer Ther doi: 10.1158/1535-7163.MCT-16-0912. [Epub ahead of print].
[6] Asangani IA, Dommeti VL, Wang X, et al. 2014. Therapeutic targeting of BET bromodomain proteins in castration-resistant prostate cancer. Nature 510:278–282.
[7] Coleman DJ, Van Hook K, King CJ, et al. 2016. Cellular androgen content influences enzalutamide agonism of F877L mutant androgen receptor Oncotarget 7:40690-40703.
[8] Nguyen HG, Yang JC, Kung H-J, et al. 2014. Targeting autophagy overcomes Enzalutamide resistance in castration-resistant prostate cancer cells and improves therapeutic response in a xenograft model. Oncogene 33:4521-4530.
[9] Arora VK, Schenkein E, Murali R, et al. 2013. Glucocorticoid receptor confers resistance to anti­androgens by bypassing androgen receptor blockade. Cell 155:1309-1322.
[10] Kurmis AA, Yang F, Welch TR, et al. 2017. A pyrrol-imidazole polyamide is active against enzalutamide-resistant prostate cancer. Cancer Res 77:2207-2212.


August  2017

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