Dichlooracetaat (DCA) sensibiliseert zowel wild-type als over-expressie van Bcl-2 prostaatkankercellen in vitro voor bestraling

📖 23 mins.

Wengang Cao^,1,3 Saif Yacoub^,1,3 Kathleen T. Shiverick^,2,3 Kazunori Namiki^,1,3 Yoshihisa Sakai^,1,3 Stacy Porvasnik^,1,3 Cydney Urbanek^,1,3 en Charles J. Rosser1^,2,3*

¹ Afdeling Urologie, Universiteit van Florida, Gainesville, Florida
² Afdeling Farmacologie en Therapeutica, Universiteit van Florida, Gainesville, Florida
³ Werkgroep Prostaatkanker Translationeel, Universiteit van Florida, Gainesville, Florida

Correspondentie: Dr. Charles J. Rosser, MD, Afdeling Urologie, University of Florida College of Medicine, Suite N215, PO Box 100247, Gainesville, FL 3210. E-mail: [email protected]

Ontvangen: 28 februari 2008
Aanvaard: 1 april 2008
Gepubliceerd: 8 mei 2008

Abstract

Achtergrond: Bcl-2 beschermt cellen tegen apoptose en biedt een overlevingsvoordeel aan cellen die dit oncogen overexpresseren. Bovendien maakt overexpressie van Bcl-2 cellen resistent tegen bestralingstherapie. Onlangs werd aangetoond dat dichlooracetaat (DCA) de apoptotische machinerie versterkt door interactie met Bcl-2. In deze studie onderzochten wij of het behandelen van menselijke prostaatkankercellen met DCA de Bcl-2 expressie kon moduleren en of de modulatie in Bcl-2 expressie de Bcl-2 overexpresserende cellen gevoeliger kon maken voor cytotoxische effecten van bestraling.

Methoden: PC-3-Bcl-2 en PC-3-Neo menselijke prostaatkankercellen behandeld met DCA naast bestraling werden in vitro geanalyseerd op veranderingen in proliferatie, klonogene overleving, apoptose, verdeling van de celcyclusfase, mitochondriaal membraanpotentieel, en expressie van Bcl-2, Bcl-xL, Bax, of Bak eiwitten.

Resultaten: DCA alleen had significante cytotoxische effecten en ging gepaard met G1-celcyclusstilstand. Bovendien ging DCA gepaard met een verhoogd aantal apoptosen. De combinatie van DCA met bestraling maakte beide cellijnen gevoelig voor de dodelijke effecten van bestraling. Behandeling van PC-3-Bcl-2 of PC-3-Neo met DCA en bestraling resulteerde in duidelijke veranderingen in verschillende leden van de Bcl-2 familie. Bovendien resulteerde DCA-therapie in een significante verandering van het membraanpotentieel van de mitochondriën, hetgeen het idee ondersteunt dat DCA een effect heeft op de mitochondriën.

Conclusies: Dit is de eerste studie die aantoont dat DCA effectief wild-type en overexpressie van Bcl-2 menselijke prostaatkankercellen kan sensibiliseren voor bestraling door de expressie van belangrijke leden van de Bcl-2 familie te moduleren. Samen rechtvaardigen deze bevindingen verdere evaluatie van de combinatie van DCA en bestraling.

Trefwoorden: dichlooracetaat; bestraling; prostaatkanker; Bcl-2

Prostaat 68: 1223-1231, 2008.
© 2008 Wiley-Liss, Inc.

INLEIDING

Recidief na definitieve bestraling van gelokaliseerde prostaatkanker is een veel voorkomend verschijnsel bij 33-56% van de mannen ^[1]. Recentelijk heeft verhoging van de bestralingsdosis geleid tot betere resultaten bij de controle van prostaatkanker ^[2,3]. Aangezien er een verhoogd risico is op complicaties in nabijgelegen kritieke structuren, is de hoeveelheid straling die kan worden toegediend beperkt en dus is dosisescalatie waarschijnlijk niet de ultieme oplossing om stralingsresistentie te overwinnen. In plaats daarvan hebben onderzoekers zich gericht op strategieën om prostaattumoren gevoelig te maken voor de effecten van bestraling ^[4-7]. Al deze strategieën die de afgelopen 20 jaar zijn getest, omvatten echter systemische toediening van middelen waarvan het unieke bijwerkingenprofiel de farmacologische doses bijna altijd beperkt tot niveaus die lager zijn dan die welke nodig zijn om tumoren daadwerkelijk gevoelig te maken voor bestraling. Bovendien is geen van de tot nu toe geteste sensibilisatiestrategieën beschikbaar voor algemeen gebruik.

Verschillende studies hebben consequent twee genen in verband met apoptose, p53 en Bcl-2, in verband gebracht met het terugkomen van prostaatkanker na bestraling ^[8-13]. Een afwijking van deze genen kan leiden tot defecte mitochondriën en apoptosewegen ^{<a href=”#14″>[14]</a>. Onlangs hebben onderzoekers gemeld dat dichlooracetaat (DCA), een bekende remmer van het mitochondriale pyruvaatdehydrogenase kinase (PDK) en een geneesmiddel voor erfelijke melkzuuraandoeningen, het celmetabolisme kan verschuiven van glycolyse naar glucose-oxidatie. Van kankercellen, en met name van kankercellen waarvan bekend is dat zij resistent zijn tegen chemotherapie en bestraling, is bekend dat zij een afwijkende apoptotische signalering hebben <a href=”#15″>[15]</a>. Onderzoekers hebben aangetoond dat toediening van DCA gepaard gaat met correctie van het glucosegebruik en herstel van apoptotische paden in kankercellen <a href=”#16″>[16]</a>. Wij veronderstellen dus dat behandeling van stralingsresistente prostaatkankercellen die Bcl-2 overexpresseren met DCA voorafgaand aan bestralingstherapie de functionele apoptotische functie kan herstellen en de cellen gevoeliger kan maken voor de cytotoxische effecten van bestraling.</p&gt
</p&gt
<h2>MATERIALEN EN MIDDELEN</h2&gt
Human Prostate Cancer Cell Lines and Reagents PC-3-Bcl-2 cellen (gekenmerkt door Bcl-2 overexpressie, verwijderde PTEN en gemuteerde p53) en PC-3-Neo cellen (gekenmerkt door wild-type Bcl-2 expressie, verwijderde PTEN en gemuteerde p53) waren gulle giften van Dr. Timothy McDonnell (University of Texas MD Anderson Cancer Center, Houston, TX). De cellen werden onderhouden in Dulbecco’s gemodificeerd Eagle’s medium, aangevuld met 10% foetaal runderserum, 100 U/ml penicilline, 100 mg/ml streptomycine, 4 mM glutamine en 400 mg/ml G418. Alle cellen werden geïncubeerd bij 37°C in een vochtige atmosfeer van 5% CO2 in lucht. 
DCA (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) werd opgelost in fosfaat gebufferde zoutoplossing (PBS) in een concentratie van 100 mM. Voor verdere experimenten werd DCA verdund in PBS, dat diende als voertuigcontrole voor alle experimenten. JC-1 kleurstof (5,50,6,60 -tetrachloor-1,10,3,30 – tetraethyl-benzimidazolylcarbocyanine-jodide) (Calbiochem, San Diego) werd opgelost in DMSO in een concentratie van 2 mg/ml. Voor verdere experimenten werd JC-1 verdund in kweekmedium.</p&gt
Invitro cytotoxiciteitstest PC-3-Bcl-2 en PC-3-Neo werden gezaaid in 96-wellsplaten met een dichtheid van 2,5 x 103 cellen per well en behandeld met DCA of PBS. De cellen werden behandeld met DCA in concentraties variërend van 0,01 mM tot 100 mM. Na 1-4 dagen werd 100 ml 1 mg/ml MTT-oplossing (Sigma-Aldrich) toegevoegd aan de betreffende platen en werd gedurende 2,5 uur bij 37 °C geïncubeerd. Elke reactie werd gestopt met lysisbuffer (200 mg/ml SDS, 50% N,N-dimethylformamide, pH 4) bij kamertemperatuur gedurende 1 uur, en de optische dichtheid werd afgelezen op een microplaat autoreader (Bio-Tek Instruments, Winooski, VT) bij 560 nM. De absorptiewaarden werden genormaliseerd ten opzichte van de waarden voor de met de controle behandelde cellen om het overlevingspercentage te bepalen. Elke test werd in drievoud uitgevoerd en het gemiddelde van de drie tests werd berekend. De levensvatbaarheid van de cellen werd bevestigd door middel van de kristalvioletuitsluitingstest. </p&gt
Clonogene overleving Clonogene overleving werd gemeten met een techniek die eerder in ons laboratorium werd gebruikt <a href=”#17″>[17]</a>. Kort gezegd werden 5 x 105 PC-3-Bcl-2 of PC-3-Neo prostaatkankercellen uitgezet in steriele T 25-flesjes en een nacht laten hechten. De volgende dag werden de cellen behandeld met DCA in een concentratie die de groei van 25% van de cellen zou remmen (IC25) of met PBS (controle). Vierentwintig uur later werden de kolven bestraald met Gamma 40 (0,7 Gy/min) tot een totale dosis van 2, 4 of 6 Gy of werden ze onbestraald gelaten als controle. Onmiddellijk na de bestraling werden de cellen getrypsiniseerd, serieel verdund, op schaaltjes van 10 cm geplaatst en gedurende 14 dagen geïncubeerd. Vervolgens werden de kolonies gekleurd met 0,2% kristalviolet en geteld. De overlevingsfractie (SF) werd berekend ten opzichte van de onbestraalde (controle) cellen. Elk experiment werd in drievoud uitgevoerd, en de gemiddelde SF voor elke set van drie experimenten werd berekend. </p&gt
Celcyclusanalyse Voor de analyse van de celcyclusverdeling werden PC-3-Bcl-2 of PC-3-Neo prostaatkankercellen met 5 105 cellen in 10-cm weefselkweekschaaltjes gezaaid en een nacht geïncubeerd. De cellen werden vervolgens behandeld met DCA op hun IC25 of PBS (controle) en vervolgens gehandhaafd in aangevuld medium. Na 12 uur werden sommige cellen bestraald met 2 Gy. Na nog eens 12 uur werden de cellen getrypsiniseerd, gewassen met 1 PBS, gefixeerd in 1% paraformaldehyde en bewaard bij 48°C in 70% ethanol. Na incubatie in 70% ethanol werden de cellen behandeld met RNase A en geïncubeerd in propidiumjodide-oplossing. De verdeling van de celcyclus werd bepaald door flowcytometrie van ten minste 10.000 gated cellen met behulp van een FACScan flowcytometer (Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ). Alle celcyclusanalyses werden uitgevoerd in drievoud.</p&gt
Western Blot Analyse PC-3-Bcl-2 en PC-3-Neo cellen werden gezaaid in 10-cm platen op 4 x 105 cellen/well en behandeld met DCA op de IC25 of PBS (controle) gedurende 1 uur; sommige cellen werden vervolgens bestraald met 2 Gy. Na 24 uur werden de cellen geïncubeerd in lysisbuffer [250 mM Tris-HCl (pH 6,8), 2% SDS en 10% glycerol] en eiwitinhibitor-cocktail (Sigma Aldrich). Vervolgens werden de cellen onderworpen aan een standaard eiwitanalyse met behulp van de DC Protein Assay kit (Bio-Rad, Hercules, CA) en Western blot analyse werd uitgevoerd zoals eerder beschreven <a href=”#18″>[18]</a>. Immunoblotting werd uitgevoerd door eerst de eiwitten te incuberen met primaire antilichamen tegen Bcl-2, Bcl-xl, totaal PARP, Bax en g-tubuline (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA), Bak (BD Pharmingen, San Jose, CA) en vervolgens met secundair antilichaam (Bio-Rad). De eiwit-antilichaamcomplexen werden gedetecteerd door middel van chemiluminescentie (Amersham, Arlington Heights, IL). </p&gt
Membraanpotentiaalanalyse Voor de analyse van de mitochondriale membraanpotentiaal (ΔΨm) werden PC-3-Bcl-2 of PC-3-Neo prostaatkankercellen gezaaid op 5 x 105 cellen in weefselkweekschalen van 10 cm en een nacht geïncubeerd. De cellen werden vervolgens behandeld met DCA op hun IC25 of PBS (controle) en vervolgens gehandhaafd in aangevuld medium. Na 12 uur werden sommige cellen bestraald met 2 Gy. Na nog eens 12 uur werden de cellen getrypsiniseerd, gewassen met 1 PBS, geïncubeerd met medium met JC-1 kleurstof (10 mg/ml) gedurende 20 minuten bij 37°C. In normale cellen concentreert de kleurstof zich door de elektrochemische potentiaalgradiënt in de mitochondriale matrix, waar hij oranje fluorescerende aggregaten vormt. Een reactie die de mitochondriale membraanpotentiaal beïnvloedt, verhindert de accumulatie van de JC-1 kleurstof in de mitochondriën en dus wordt de kleurstof door de hele cel verspreid, wat leidt tot een verschuiving van oranje naar groene fluorescentie. Ten slotte werden de cellen gewassen en geresuspendeerd in 1 ml PBS voor fluorescerende flowcytometrie-analyse met behulp van de FACScan flowcytometer (Becton Dickinson), waarbij ten minste 10.000 gated cellen werden gemeten. Mitochondriale depolarisatie wordt aangegeven door een afname van de oranje/groene fluorescentieverhouding. Alle mitochondriale membraanpotentiaalanalyses werden uitgevoerd in drievoud. </p&gt
Statistische analyse De verschillen tussen de experimentele groepen werden geanalyseerd op statistische significantie met de Student’s t-test. Een waarde van P < 0,05 werd als significant beschouwd.</p&gt
<h2>RESULTATEN</h2&gt
Behandeling met DCA wordt geassocieerd met een afname van de celdeling en gevoeligheid voor bestraling Behandeling met oplopende concentraties DCA remde de proliferatie van PC-3-Bcl-2 en PC-3-Neo cellen op dosisafhankelijke wijze. De IC25 waarden van DCA waren respectievelijk 1 en 0,5 mM voor PC-3-Bcl-2 en PC-3-Neo cellen (Fig. 1A,B). Deze resultaten werden bevestigd door de kristalvioletuitsluitingsproef. De IC25 concentraties die hierboven voor DCA zijn bepaald, werden vervolgens gebruikt om mogelijke radiosensitiserende effecten te evalueren in een clonogene overlevingstest. In vier experimenten werd vervolgens de klonogene respons van PC-3-Bcl-2 en PC-3-Neo cellen geëvalueerd na behandeling met DCA of PBS (controle) gevolgd door bestraling. Beide cellijnen waren relatief resistent tegen bestraling alleen; na controle voor uitplaatefficiëntie bleek PC-3-Bcl-2 echter resistenter tegen bestraling. In experimenten waarin de cellen alleen werden bestraald tot een totale dosis van 2 Gy (controle), bedroeg de overlevingsfractie (SF) 75% van PC-3-Bcl-2 vergeleken met 64% van PC-3-Neo cellen (fig. 2). In experimenten waarin de cellen werden voorbehandeld met DCA en vervolgens werden bestraald tot 2 Gy, overleefden relatief meer PC-3-Bcl-2 cellen (65%, reductie van 10% vergeleken met geen DCA-voorbehandeling, P ¼ 0,02) dan PC-3-Neo cellen (27%, reductie van 37% vergeleken met geen DCA-voorbehandeling, P ¼ 0,001) (fig. 2A,B). DCA sensibiliseert dus voorheen stralingsresistente cellen voor de dodelijke effecten van bestraling. 
</p&gt
DCA-behandeling beïnvloedt celcyclusverdeling Vergeleken met PBS-behandeling (controle) veroorzaakte bestraling alleen een G2M-fase-stilstand in zowel PC-3-Bcl-2 als PC-3-Neo cellen. Ter vergelijking: DCA alleen veroorzaakte geen significante verandering in de celcyclus in zowel PC-3-Bcl-2 als PC-3-Neo cellen. Behandeling met DCA in combinatie met bestraling gaf geen significante verandering in de celcyclus ten opzichte van bestraling alleen (Fig. 3A,B).</p&gt
</p&gt
Bcl-2 familie en apoptotische marker worden beïnvloed door DCA-behandeling In PC-3-Bcl-2 cellen veranderde DCA de expressie van Bcl-2 of Bcl-xl niet, terwijl bestraling resulteerde in een verminderde expressie van zowel Bcl-2 als Bcl-xl. Combinatietherapie met DCA en bestraling verminderde de expressie van Bcl-2 en Bcl-xl niet. Bak-expressie was vrijwel onveranderd in PC-3-Bcl-2 cellen behandeld met DCA, bestraling of combinatie. In PC-3-Bcl-2 cellen werd de Bax-expressie verminderd door DCA-behandeling; interessant genoeg verhoogde combinatietherapie de Bax-eiwitniveaus. Opmerkelijk is dat de totale PARP-expressie niet veranderde in cellen die alleen met DCA of alleen met bestraling werden behandeld. Hoewel combinatietherapie van DCA en bestraling gepaard ging met stralingssensitisatie zoals gezien op de clonogene test (fig. 2) en verhoogde expressie van Bax, was het totale PARP-niveau ook verhoogd (fig. 4). Het is dus mogelijk dat de cellen die bezwijken aan bestraling een cellulaire dood ondergaan die niet gepaard gaat met apoptose. </p&gt
In PC-3-Neo cellen verminderde DCA de expressie van Bcl-2 en Bcl-xl, terwijl bestraling resulteerde in een toename van de expressie van Bcl-2 en Bcl-xl. Vergeleken met bestraling alleen verminderde combinatietherapie met DCA en bestraling de expressie van Bcl-2 en Bcl-xl. Bak expressie was licht verhoogd in PC-3-Neo cellen behandeld met alleen DCA, alleen bestraling of combinatie. Bax expressie was onveranderd in cellen behandeld met alleen DCA en alleen bestraling, maar in cellen behandeld met zowel DCA als bestraling was Bax expressie verhoogd. PARP expressie was verhoogd in PC-3-Neo cellen na blootstelling aan DCA of bestraling; terwijl combinatietherapie met DCA en bestraling de totale PARP eiwitniveaus verminderde, wat betekent dat de totale PARP splitsing onderging, resulterend in apoptose (Fig. 4).</p&gt
</p&gt
DCA verandert het mitochondriaal membraanpotentieel Na het onderzoek bestudeerden we het mitochondriaal membraanpotentieel (ΔΨm) in zowel de PC-3-Bcl-2 als de PC-3-Neo prostaatkankercellijnen (Fig. 5). PC-3-Bcl-2 cellen bleken een significant hogere ΔΨm te bezitten van de twee lijnen (P ¼ 0,009). In vergelijking met PBS-behandeling (controle) verlaagde DCA alleen de ΔΨm in zowel PC-3-Bcl2, P < 0,05. De effecten van DCA op de mitochondriale ΔΨm traden op binnen 10 min na blootstelling in beide cellijnen en waren dosisafhankelijk (gegevens niet getoond). Ter vergelijking: bestraling alleen verhoogde ΔΨm in PC-3-Bcl-2 cellen (P ¼ 0,02), terwijl bestraling alleen ΔΨm verminderde in PC-3-Neo cellen (P ¼ 0,04). Interessant is dat combinatietherapie van DCA en bestraling gepaard ging met een vermindering van ΔΨm in vergelijking met bestraling alleen in PC-3-Bcl-2 en PC-3-Neo. </p&gt
</p&gt
<h2>DISCUSSIE</h2&gt
DCA is een van de vele organohaliden waaraan de mens chronisch is blootgesteld. Milieubronnen van DCA zijn gechloreerd drinkwater <a href=”#19″>[19</a><a href=”#21″>-21]</a> en grondwaterverontreiniging door bepaalde industriële oplosmiddelen en andere gechloreerde precursoren <a href=”#22″>[22]</a>. Er zijn aanwijzingen dat DCA een potentieel gevaar voor de gezondheid vormt, aangezien knaagdieren die DCA in supratherapeutische concentraties toegediend kregen, hepatotoxiciteit en neoplasie ontwikkelden <a href=”#23″>[23]</a>, veel voorkomende bijwerkingen van onze huidige chemotherapeutische middelen. Interessant is dat DCA al tientallen jaren oraal en parenteraal wordt toegediend als onderzoeksgeneesmiddel voor de behandeling van talrijke cardiovasculaire en metabolische aandoeningen. Verschillende gerandomiseerde gecontroleerde onderzoeken met DCA bij volwassenen of kinderen met melkzuurproblemen toonden echter geen klinisch voordeel of werden vroegtijdig stopgezet wegens significante neurotoxiciteit <a href=”#24″>[24</a><a href=”#26″>-26]</a>. 
Het belang van DCA in kankertherapieën hangt samen met het feit dat kankercellen over het algemeen gebruik maken van glycolyse in plaats van oxidatie voor energie (het Warburg-effect) <a href=”#15″>[15]</a>. Glycolyse leidt tot hypoxie van de tumor, die op zijn beurt een aantal genen voor celoverleving stimuleert waardoor de tumor kan groeien en gedijen <a href=”#15″>[15]</a>. Het gebruik van DCA in kankertherapieën is echter in beperkte mate onderzocht. Vergeleken met normale cellen hebben verschillende menselijke kankercellijnen een hoge ΔΨm en een lage expressie van het K þ-kanaal Kv1.5, die beide zouden bijdragen aan de weerstand tegen apoptose in kankercellen. DCA kan de mitochondriale PDK remmen, waardoor het metabolisme verschuift van glycolyse naar glucose-oxidatie, waardoor de mitochondriale H2O2 toeneemt, wat bij voorkeur leidt tot het vrijkomen van cytochroom c in kankercellen. DCA induceert dus apoptose, vermindert proliferatie en remt tumorgroei, met minimale toxiciteit. Moleculaire remming van PDK door een siRNA-strategie had vergelijkbare effecten als toediening van DCA <a href=”#16″>[16]</a>. </p&gt
We rapporteren hier de eerste studie met DCA in combinatie met bestraling voor de behandeling van prostaatkanker. Wij tonen aan dat zowel menselijke prostaatkankercellen met als zonder overexpressie van Bcl-2 door DCA gevoelig kunnen worden gemaakt voor de dodelijke effecten van bestraling. Het moleculaire mechanisme dat verantwoordelijk wordt geacht voor deze gevoeligheid voor bestraling houdt verband met de Bcl-2 familie. In dit verband kan de Bcl-2-familie induceren (pro-apoptotische leden, bv. Bax, Bak, Bad) of remmen (anti-apoptotische leden, bv, Bcl-2, Bcl-xl, Mcl-1) het vrijkomen van cytochroom c in het cytosol, dat vervolgens caspase-9 en caspase-3 activeert, wat leidt tot apoptose (geprogrammeerde celdood) <a href=”#27″>[27,</a><a href=”#28″>28]</a>. In deze studie toonden wij aan dat de combinatie van DCA en bestraling leidde tot een verhoogde expressie van Bax, wat in PC-3-Neo cellen resulteerde in een verhoogde apoptosegraad. Ter bevestiging van de resultaten van Bonnett en anderen <a href=”#16″>[16]</a> toonden wij ten slotte aan dat DCA resulteerde in een verandering van ΔΨm, die correleerde met de inductie van apoptose in PC-3-Neo prostaatkankercellen. Hoewel PC-3-Bcl-2 prostaatkankercellen gevoelig waren voor bestraling door DCA, ging dit niet gepaard met een verhoogde apoptosegraad. Wij speculeren dus dat de Bcl-2 expresserende tumorcellen door een ander mechanisme dan apoptose aan de effecten van straling bezwijken. 
Onze groep heeft eerder het belang aangetoond van Bcl-2 overexpressie in menselijke prostaatkankercellen. Met name cellen die waren ontworpen om Bcl-2 te overexpresseren waren resistenter tegen chemotherapie en bestralingstherapie <a href=”#17″>[17,</a><a href=”#29″>29-</a><a href=”#31″>31]</a>. Therapie gericht op het omlaag brengen van Bcl-2 bleek deze kankercellen echter gevoelig te maken voor deze conventionele therapieën. Bovendien bleken menselijke prostaattumoren met een overexpressie van Bcl-2 eerder te falen bij bestralingstherapie <a href=”#32″>[32].</a> Dit concept werd definitief aangepakt toen Pollack en anderen meldden dat mannen met een hoge Bcl-2-expressie of een lage Bax-expressie op prostaatbiopten een lagere biochemische ziektevrije overleving hadden <a href=”#33″>[33]</a>. Het belang van het aanpakken van de Bcl-2 familie is dus duidelijk. Tot op heden zijn er echter weinig neoadjuvante chemotherapie of moleculair gerichte proeven bij mensen uitgevoerd. </p&gt
Met het recente succes van gerichte middelen als sorafenib, sunitinib, Bevacizumab en Imatinib Mesylate bij gevorderde menselijke tumoren, is het tijd om deze en soortgelijke middelen eerder in het ziekteproces in te zetten. Zelfs met androgeendeprivatietherapie en externe stralingstherapie heeft prostaatkanker met een hoog risico een 5-jaars biochemisch faalpercentage van >30% <a href=”#34″>[34,</a><a href=”#35″>35]</a>. Om de overlevingsresultaten verder te verbeteren, lijkt een multimodale aanpak die systemische chemotherapie of gerichte therapie combineert met lokale therapie gerechtvaardigd. Een dergelijke multimodale aanpak kan de vorm aannemen van neoadjuvante therapie (d.w.z. therapie vóór chirurgische resectie) of adjuvante therapie (d.w.z. therapie na chirurgische resectie), die de afgelopen decennia uitgebreid is bestudeerd bij vele soorten kanker. Moleculaire markers kunnen worden beoordeeld in tumoren die met neoadjuvante therapieën zijn behandeld. Toekomstige regimes kunnen worden geformuleerd op basis van veranderingen van deze moleculaire parameters. </p&gt
Radiotherapie is een populaire behandelingsmodaliteit voor gelokaliseerde prostaatkanker. Er bestaan echter moleculaire handtekeningen die de cel stralingsresistent maken. In PC-3 prostaatkankercellen toonden we aan dat DCA de celproliferatie aanzienlijk kan verminderen en de cellen gevoelig maakt voor de dodelijke effecten van straling. Bovendien werd aangetoond dat cellen die geen Bcl-2 tot expressie brengen duidelijke apoptose ondergaan bij behandeling met straling en DCA. DCA kan een veelbelovend selectief middel tegen kanker blijken te zijn. Uiteraard staat het gebruik van DCA in de kankertherapie nog in de kinderschoenen en is een methodische preklinische en klinische evaluatie nodig. </p&gt
</p&gt
<h2> ACHTERGROND</h2&gt
Support from American Cancer Society student scholar program (S.Y.) is gratiously acknowledged.
<h2>Afkortingen</h2&gt
DCA, dichlooracetaat; PDK, pyruvaat dehydrogenase kinase; PBS, phosphate buffered saline; CTL, controle; IC25, inhibitor concentration25; Gy, gray; PARP, poly(ADP-ribose) polymerase; m, mitochondrial membrane potential.
<h2>Verwijzingen</h2&gt
1 D’Amico, A, D’Amico AV, Whittington R, Malkowicz SB, Schultz D, Blank K, Broderick GA, Tomaszewski JE, Renshaw AA, Kaplan I, Beard CJ, Wein A. Biochemical outcome after radical prostatectomy, external beam radiation therapy, or interstitial radiation therapy for clinically localized prostate cancer. JAMA 1998;280:969-974.
 2 Pollack A, Zagars GK, Starkschall G, Antolak JA, Lee JJ, Huang E, von Eschenbach AC, Kuban DA, Rosen I. Prostate cancer radiation dose response: Results of the M.D. Anderson phase III randomized trial. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2002;53:1097- 1105.
 3 Zelefsky MJ, Fuks Z, Wolfe T, Kutcher GJ, Burman C, Ling CC, Venkatraman ES, Leibel SA. Lokaal gevorderde prostaatkanker: Long-term toxicity outcome after three-dimensional conformal radiation therapy-A dose-escalation study. Radiologie 1998; 209:169-174.
 4 Eklo¨v S, Essand M, Carlsson J, Nilsson S. Radiation sensitization by estramustine studies on cultured human prostatic cancer cells. Prostate 1992;21:287-295.
 5 Colletier PJ, Ashoori F, Cowen D, Meyn RE, Tofilon P, Meistrich ME, Pollack A. Adenoviral-mediated p53 transgene expression sensitizes both wild-type and null p53 prostate cancer cells in vitro to radiation. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2000;48:1507- 1512.
 6 Teimourian S, Jalal R, Sohrabpour M, Goliaei B. Downregulation of Hsp27 radiosensitizes human prostate cancer cells. Int J Urol 2006;13:1221-1225.
 7 Rochester MA, Riedemann J, Hellawell GO, Brewster SF, Macaulay VM. Silencing of the IGF1R gene enhances sensitivity to DNA-damaging agents in both PTEN wild-type and mutant human prostate cancer. Cancer Gene Ther 2005;12:90-100.
 8 An J, Chervin AS, Nie A, Ducoff HS, Huang Z. Overcoming the radioresistance of prostate cancer cells with a novel Bcl-2 inhibitor. Oncogene 2007;26:652-661.
 9 Inayat MS, Chendil D, Mohiuddin M, Elford HL, Gallicchio VS, Ahmed MM. Didox (een nieuwe ribonucleotide-reductaseremmer) overwint Bcl-2-gemedieerde stralingsresistentie in prostaatkankercellijn PC-3. Cancer Biol Ther 2002;1:539-545.
 10 Mackey TJ, Borkowski A, Amin P, Jacobs SC, Kyprianou N. bcl2/bax ratio as a predictive marker for therapeutic response to radiotherapy in patients with prostate cancer. Urologie 1998; 52:1085-1090.
 11 Rakozy C, Grignon DJ, Sarkar FH, Sakr WA, Littrup P, Forman J. Expression of bcl-2, p53, and p21 in benign and malignant prostatic tissue before and after radiation therapy. Mod Pathol 1998;11:892-899.
 12 Grossfeld GD, Olumi AF, Connolly JA, Chew K, Gibney J, Bhargava V, Waldman FM, Carroll PR. Locally recurrent prostate tumors following either radiation therapy or radical prostatectomy have changes in Ki-67 labeling index, p53 and bcl-2 immunoreactivity. J Urol 1998;159:1437-1443.
 13 Huang A, Gandour-Edwards R, Rosenthal SA, Siders DB, Deitch AD, White RW. p53 and bcl-2 immunohistochemical alterations in prostate cancer treated with radiation therapy. Urologie 1998; 51:346-351.
 14 Galluzzi L, Larochette N, Zamzami N, Kroemer G. Mitochondria as therapeutic targets for cancer chemotherapy. Oncogene 2006; 25:4812-4830.
 15 Xu R, Pelicano H, Zhou Y, Carew J, Feng L, Bhalla K, Keating M, Huang P. Inhibition of glycolysis in cancer cells: A novel strategy to overcome drug resistance associated with mitochondrial respiratory defect and hypoxia. Cancer Res 2005;65:613-621.
 16 Bonnet S, Archer SL, Allalunis-Turner J, Haromy A, Beaulieu C, Thompson R, Lee CT, Lopaschuk GD, Puttagunta L, Bonnet S, Harry G, Hashimoto K, Porter CJ, Andrade MA, Thebaud B, Michelakis ED. A mitochondria-Kþ channel axis is suppressed in cancer and its normalization promotes apoptosis and inhibits cancer growth. Cancer Cell 2007;11:37-51.
 17 Rosser CJ, Tanaka M, Pisters LL, Tanaka N, Levy LB, Hoover DC, Grossman HB, McDonnell TJ, Kuban DA, Meyn RE. Adenoviralmediated PTEN transgene expression sensitizes Bcl-2-expressing prostate cancer cells to radiation. Cancer Gene Ther 2004; 11:273-279.
 18 Rogelj S, Weinberg RA, Fanning P, Klagsbrun M. Basic fibroblast growth factor fused to a signal peptide transforms cells. Nature 1988;331:173-175.
 19 Miller JW, Uden PC. Characterization of nonvolatile aqueous chlorination products of humic substances. Environ Sci Technol 1983;17:150-157.
 20 Uden PCC, Miller JW. Chloorzuren en chloral in drinkwater. J Am Water Works Associated 1983;75:524-527.
 21 Mughal FH. Chlorering van drinkwater en kanker: Een overzicht. J Environ Pathol Toxicol Oncol 1992;11:287-292.
 22 Jolley RL, Basic issues in water chlorination: Een chemisch perspectief. In: Jolly RL. Waterchlorering: Chemistry, environmental impact and health effects, Vol. 5. Chelsea, MI: Lewis Publishers; 1985. blz. 19-38.
 23 Stacpoole PW, Henderson GN, Yan Z, James MO. Klinische farmacologie en toxicologie van dichlooracetaat. Environ Health Perspect 1998;106:989-994.
 24 Stacpoole P, Kerr D, Barnes C, Bunch S, Carney P, Fennell E, Felitsyn N, Gilmore R, Greer M, Henderson G, Hutson A, Neiberger R, O’Brien R, Perkins L, Quisling R, Shroads A, Shuster J, Silverstein J, Theriaque D, Valenstein E. Controlled clinical trial of dichloroacetate for treatment of congenital lactic acidosis in children. Pediatrics 2006;117:1519-1531.
 25 Kaufmann P, Engelstad K, Wei Y, Jhung S, Sano M, Shungu D, Millar W, Hong X, Gooch C, Mao X, Pascual J, Hirano M, Stacpoole P, DiMauro S, De Vivo D. Dichloroacetate causes toxic neuropathy in MELAS: A randomized, controlled clinical trial. Neurologie 2006;66:324-330.
 26 Stacpoole P, Wright E, Baumgartner T, Bersin R, Buchalter S, Curry S, Duncan C, Harman E, Henderson G, Jenkinson S. A controlled clinical trial of dichloroacetate for treatment of lactic acidosis in adults. De Dichloroacetate-Lactic Acidosis Study Group. N Engl J Med 1992;327:1564-1569.
 27 Zamzami N, Brenner C, Marzo I, Susin SA, Kroemer G. Subcellular and submitochondrial mode of action of Bcl-2-like oncoproteins. Oncogene 1998;16:2265-2282.
 28 Chao DT, Korsmeyer SJ. BCL-2 familie: Regelaars van celdood. Annu Rev Immunol 1998;16:395-419.
 29 Tanaka M, Rosser CJ, Grossman HB. PTEN gene therapy induceert groeiremming en verhoogt effectiviteit van chemotherapie bij prostaatkanker. Cancer Detect Prev 2005;29:170-174.
 30 Anai S, Goodison S, Shiverick K, Hirao Y, Brown BD, Rosser CJ. Knock-down van Bcl-2 door antisense oligodeoxynucleotiden induceert radiosensitisatie en inhibitie van angiogenese in menselijke PC-3 prostaattumor xenografts. Mol Cancer Ther 2007; 6:101-111.
 31 Anai S, Goodison S, Shiverick K, Iczkowski K, Tanaka M, Rosser CJ. Combinatie van PTEN gentherapie en bestraling remt de groei van menselijke xenograften van prostaatkanker. Hum Gene Ther 2006;17:975-984.
 32 Rosser CJ, Reyes AO, Vakar-Lopez F, Levy LB, Kuban DA, Hoover DC, Lee AK, Pisters LL. Bcl-2 is significant overgeëxpresseerd in gelokaliseerd radio-recurrent prostaatcarcinoom, vergeleken met gelokaliseerd radio-naïef prostaatcarcinoom. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2003;56:1-6.
 33 Pollack A, Cowen D, Troncoso P, Zagars GK, von Eschenbach AC, Meistrich ML, McDonnell T. Molecular markers of outcome after radiotherapy in patients with prostate carcinoma: Ki-67, bcl-2, bax, and bcl-x. Cancer 2003;97:1630-1638.
 34 Bolla M, Collette L, Blank L, Warde P, Dubois JB, Mirimanoff RO, Storme G, Bernier J, Kuten A, Sternberg C, Mattelaer J, Lopez Torecilla J, Pfeffer JR, Lino Cutajar C, Zurlo A, Pierart M. Long term results with immediate androgen suppression and external irradiation in patients with locally advanced prostate cancer (an EORTC study): A phase III randomised trial. Lancet 2002;360: 103-106.
 35 Lawton CA, Winter K, Murray K, Machtay M, Mesic JB, Hanks GE, Coughlin CT, Pilepich MV. Updated results of the phase III Radiation Therapy Oncology Group (RTOG) trial85- 31evaluating the potential benefit of androgen suppression following standard radiation therapy for unfavorable prognosis carcinoma of the prostate. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2001; 49:937-946.
</p&gt
Gerelateerde inhoud:</p&gt
<figure class=”wp-block-embed is-type-wp-embed is-provider-dca-guide wp-block-embed-dca-guide”><div class=”wp-block-embed__wrapper”&gt}

DCA papers and clinical trials

</div></figuur&gt <figure class=”wp-block-embed is-type-wp-embed is-provider-dca-guide wp-block-embed-dca-guide”><div class=”wp-block-embed__wrapper”&gt

DCA for cancer treatment

</div></figuur&gt

Abstract

INLEIDING

Geef een reactie Reactie annuleren