Hsp90 Inhibition verbessert die antitumorale Effektivität von Rapamycin durch Blockade von Akt und NF-κB

Einleitung: mTOR Inhibitoren werden u.a. beim hepatozellulären Karzinom (HCC) aufgrund ihrer antineoplastischen Eigenschaften intensiv untersucht. Blockade von mTORC1 mit Rapamycin kann jedoch zur Induktion von Signalwegen (Akt, ERK) führen und damit zur Resistenzentwicklung beitragen. Wir postulierten daher, dass Blockade des Chaperones „Heat-shock protein 90“ (Hsp90) die Rapamycin-induzierte Aktivierung von Akt hemmen und die Effektivität der mTOR Blockade erhöhen würde. Methodik: HCC Zelllinien, eine murine Hepatomzelllinie (Hepa129), Endothelzellen (EC) sowie Perizyten (PC) wurden für die Untersuchungen verwendet. Effekte von Rapamycin sowie des Hsp90 Inhibitors 17-DMAG (17-(dimethylaminoethylamino)-17-demethoxygeldanamycin) auf die Aktivierung von Signalwegen wurden in vitro und in vivo mittels Western Blot Analysen untersucht. Die Aktivität von NF-κB wurde anhand eines DNA-Bindungsassays bestimmt. In vivo erfolgte die Validierung der Ergebnisse im subcutanen (xenogenen) und orthotopen (syngenen) Tumormodell. Immunhistologische Untersuchungen wurden zur Bestimmung von Gefäßfläche (CD31) und Tumorzellproliferation (BrdU) angefertigt. Ergebnisse: Kombination von Rapamycin mit 17-DMAG führte in vitro zu einer Hemmung der mTOR-Inhibitor-induzierten Phosphorylierung von Akt in Tumorzellen. Zugleich wurde die Aktivität/Expression von ERK, STAT3, STAT5 und HIF-1α vermindert. Im subcutanen und orthotopen Tumormodell konnte durch Hsp90 Blockade eine signifikante Verbesserung der Effizienz von Rapamycin bezüglich Tumorwachstum, Angiogenese und Tumorzellproliferation erreicht werden (P<0.05). Interessanterweise führte mTOR Inhibition zu einer Induktion der NF-κB Aktivität in vivo, die durch Hsp90 Blockade gehemmt werden konnte. Schlussfolgerung: Kombination von Hsp90 Blockade und mTOR Inhibition führt zu einer Hemmung mTOR-Inhibitor induzierter Signalwege und könnte die Effizienz von Rapamycin in antineoplastischen Konzepten verbessern.

Hsp90 - mTOR - signalling