Apoptose-unabhängiger Zelltod in der HCC-Hepatomzelllinie HepG2 unter Behandlung mit neuen targeted therapies

Hintergrund:

Das hepatozelluläre Karzinom (HCC) ist die dritthäufigste Ursache für tumorbedingte Todesfälle weltweit. Das HCC weist zudem eine hohe Resistenz gegenüber Chemotherapeutika auf. Die HCC-Behandlung kann in chirurgische und nicht-chirurgische Therapien unterteilt werden, die leberspezifisch oder systemisch sind. Bis 2018 war Sorafenib die einzige orale systemische Therapie für Patienten mit nicht resektablem HCC. Jedoch konnte Sorafenib ausschließlich bei Patienten mit guter Leberfunktion (Child-Pugh A), einem HCC Stadium BCLC-C oder Tumoren in einem früheren Stadium angewendet werden, die schnell wachsend sind oder bei denen keine lokale ablative oder chirurgische Therapie möglich war. Mit den „EASL Clinical Practice Guidelines: Management of hepatocellular carcinoma“ wurden 2018 neue Substanzen empfohlen und zugelassen, die das therapeutische Repertoire für HCC erweitern. Der Tumorsuppressor p53 ist nicht nur das häufigste mutierte Gen bei Tumoren, sondern auch – zusammen mit p63 und p73 – ein essentieller Regulator des Zelltods. Da die molekularen Wirkungsmechanismen der neuen HCC-Therapeutika nur teilweise verstanden sind, war das Ziel dieser Studie die Identifikation der Mechanismen, über die diese Substanzen Zelltod im HCC induzieren.

Methoden:

HepG2 humane Zellen wurden mit den Serumkonzentrationen der HCC-relevanten Therapeutika (Regorafenib 5µM, Sorafenib 4,5µM) für 24 – 72h inkubiert. Cabozantinib (2µM), Lenvatinib (2,34µM), Ramucirumab (6,96µM) und Bleomycin (4µM) wurden in 2x Serumkonzentration eingesetzt. DMSO wurde als Kontrolle benutzt. Die Expression pro- und antiapoptotischer Mitglieder der Bcl-2 Familie wurde auf mRNA-Ebene mittels qPCR untersucht. Die Untersuchung der Proteine der p53-Familie erfolgte mittels Western Blot. Die Zellviabilität wurde mittels MTS-Assay analysiert und der Zelltod mittels Durchflusszytometrie nach DAPI/Annexin V Färbung bestimmt.

Ergebnisse:

Die Viabilität der HepG2 Zellen war 48h nach Behandlung mit Bleomycin, Sorafenib, Regorafenib und Cabozantinib um nahezu 50% reduziert. Die Ergebnisse der Durchflusszytometrie zeigten, dass Sorafenib, Regorafenib sowie Cabozantinib zwar Zelltod, aber keine Apoptose in Hep G2 Zellen induzieren. Nach Behandlung mit Bleomycin wurde eine starke Induktion von p53 beobachtet, während die Behandlung mit Sorafenib, Regorafenib und Cabozantinib keinen Einfluss auf die p53-Familie hatte. Ebenso wurde durch die targeted therapies weder eine Spaltung von Caspase-3 noch die Induktion proaptotischer Mitglieder der Bcl-2 Familie (Bax, Bak) induziert.

Schlussfolgerung:

Neue HCC-Therapeutika induzieren einen apoptose-unabhängigen Zelltod in der Hepatomzelllinie HepG2. Daten der Literatur, sowie andere Experimente unserer Arbeitsgruppe haben gezeigt, dass die neuen targeted therapies auch andere Zelltodarten induzieren können. Diese Ergebnisse erweitern unsere Kenntnisse bezüglich der Wirkungsweise der HCC-Therapeutika. Eine detaillierte Charakterisierung des Zelltodverhaltens von Hepatomzellen auf die einzelnen Therapiesubstanzen könnte somit zur weiteren Verbesserung der Behandlungsstrategien beim HCC beitragen.