< Terug naar vorige pagina

Project

Hedgehog signaaltransductie in prostaatkanker: klinische relevantie en potentieel doelwit voor radiosensitisatie

De Hedgehog (Hh) signalering speelt een belangrijke rol tijdens de embryonale onwikkeling, maar steeds meer studies tonen aan dat deze ook een essentiële rol speelt in de ontwikkeling van verschillende vormen van kanker. In dit project legden we de focus op prostaatkanker, de meest voorkomende vorm van kanker bij mannen, aangezien er meer en meer bewijs is dat deze pathway belangrijk is bij de ontwikkeling van deze ziekte en de progressie naar meer gevorderde ziektestadia. Een belangrijke uitdaging in de behandeling van prostaatkanker is om de patiënten met een klinisch ongevaarlijke tumor te onderscheiden van deze met een agressieve tumor. Voor deze laatste is het bovendien noodzakelijk om de behandelingsmethoden te verbeteren, zodat de tumor efficiënter kan worden bestreden. In dit project trachten we te bewijzen dat de Hh pathway op verschillende manieren kan bijdragen aan de verbetering van de behandeling van prostaatkanker: enerzijds door combinatietherapie van Hh inhibitoren, alleen (Hoofdstuk III) of in combinatie met de AMPK activator metformine (Hoofdstuk IV), en radiotherapie; anderzijds door na te gaan of de Hh signalering mogelijks een prognostische waarde heeft in prostaatkanker (Hoofdstuk V en VI).

Als eerste doelstelling van dit project hebben we, zowel in cellen als in muismodellen, trachten de radiogevoeligheid te verhogen door specifiek in te werken op de Hh pathway met behulp van verschillende Hh pathway antagonisten. Dit omdat recente studies aangetoond hebben dat de Hh pathway betrokken is bij radioresistentie.

In Hoofdstuk III, hebben we in verschillende prostaatkankercellijnen aangetoond dat inhibitie van de Hh signalering lager in de signaleringscascade, ter hoogte van de GLI transcriptiefactoren met behulp van GANT61 effectiever was dan wanneer we hoger in de cascade, i.e. ter hoogte van SMO de pathway inhibeerden met GDC-0449. Daarnaast zagen we dat GANT61 in staat was de radiogevoeligheid te verhogen van de 22Rv1 prostaatkankercellen. Bovendien hebben we getoond dat er een positief verband bestaat tussen de GLI1 eiwitexpressie en de radiogevoeligheid. De verhoogde radiogevoeligheid door GANT61 bleek vooral te wijten aan effecten op celcylcus en apoptose eerder dan aan effecten op DNA herstel. Bovendien hebben we kunnen bewijzen dat de p53 signalering een essentiële rol speelt in dit radiosensitizerend effect van GANT61. We zagen eveneens dat GANT61 de radiogevoeligheid van prostaattumoren verhoogde in twee muismodellen, namelijk de PC3 en 22Rv1 xenograft muismodellen. In tegenstelling tot de in vitro resultaten, bleek dit effect onafhankelijk te zijn van de tumorale p53 status. Verder onderzoek wees uit dat dit radiosensitizerend effect van GANT61 in vivo te wijten was aan zowel de directe inhibitie van Hh signalering in de tumor alsook de indirecte inhibitie ter hoogte van de omliggende stromale cellen wat een significante impact bleek te hebben op de tumorgroei.

In Hoofdstuk IV werd de combinatie van GANT61 met de AMPK activator metformine onderzocht. Er is reeds aangetoond dat activatie van de AMPK, een belangrijke energiesensor, kan zorgen voor het verhogen van de radiogevoeligheid van kankercellen. Bovendien hebben enkele recentie studies in pancreas- en borstkankercellen uitgewezen dat er een bi-directionele interactie bestaat tussen de Hh signalering en de AMPK signalering. Daarom zijn we eerst nagegaan of deze interactie ook aanwezig is in prostaattumoren. Vervolgens hebben we onderzocht of de combinatie van Hh antagonisten en AMPK activatie met behulp van het antidiabeticum metformine de toxische en/of radiosensitizerende effecten van beide individuele drugs kan versterken. Ons onderzoek heeft aangetoond dat metformine inderdaad de Hh signalering inhibeert in prostaatkankercellen zowel in vitro als in vivo en dit vooral ter hoogte van GLI1. We zagen dat de Hh inhibitie door metformine te wijten was aan zijn effect op AMPK. Vervolgens hebben we aangetoond dat de combinatie van metformine en GANT61 een effect had op de groei van de prostaatkankercellen in cultuur. Helaas bleek dit niet het geval te zijn wanneer we deze combinatie onderzochten in een 22Rv1 xenograft muismodel. Integendeel, er bleek zelfs een groei-stimulerend effect te zijn van deze drugcombinatie in vivo. In dezelfde lijn toonde ons onderzoek aan dat deze drugcombinatie in vitro de radiogevoeligheid van 22Rv1 cellen significant verhoogde in vergelijking met beide individuele drugs. In vivo bleek de combinatietherapie de radiogevoeligheid van de 22Rv1 tumoren niet verder te verhogen ten opzichte van GANT61 alleen.

Als tweede doelstelling van dit project hebben we de klinische relevantie van Hh signalering onderzocht in twee onafhankelijke prostaatkankerpatiëntengroepen (Hoofdstuk V en VI). Hierbij hebben we proberen aan te tonen dat de aanwezigheid van Hedgehog signalering in prostaattumoren samenhangt met de agressiviteit van de tumoren. Door naast de klassieke criteria voor de risico-classificatie van prostaatkanker, ook de aanwezigheid van Hh signalering in de tumor te onderzoeken, kan mogelijks een meer accurate onderverdeling van patiënten gebeuren zodat deze een aangepaste behandeling krijgen naargelang de agressiviteit van de tumor.

In de eerste studie (Hoofdstuk V) hebben we de eiwitexpressie van verschillende belangrijke Hh eiwitten vergeleken in tumor- en benigne prostaatweefsel van dezelfde patiënt. Deze groep bestond uit 75 patiënten waarvan 73 gediagnosticeerd waren met hoogrisico prostaatkanker. In de tweede studie (Hoofdstuk VI) hebben we de eiwitexpressie vergeleken in 170 prostaatkankerpatiënten en 64 patiënten met benigne prostaathyperplasie.

Beide studies toonden aan dat de Hh signalering meer actief bleek in het tumoraal weefsel in vergelijking met benigne prostaatweefsel. Bovendien wezen onze resultaten uit dat de activatie van de Hh signalering in prostaatkanker gecorreleerd is met de agressiviteit van de tumor. We zagen namelijk in beide studies een verband tussen de pathologische Gleason score en de GLI transcriptiefactoren, GLI1 en GLI2 in de respectievelijke cohorten van Hoofdstuk V en VI. Onze analyses toonden aan dat PTCH1 een prognostische merker is voor patiënten met hoog-risisco prostaatkanker. In de tweede studie, waarin meer intermediair-risico patiënten geïncludeerd waren, bleek met name GLI3 negatief gecorreleerd te zijn met biochemisch herval na prostatectomie. Het feit dat er in beide studies een onafhankelijke prognostische merker aanwezig was, weliswaar niet dezelfde in beide cohorten, toont aan dat de Hh signalering mogelijks een rol speelt bij het verder verloop van prostaatkanker. Om dit te staven zal er uiteraard meer onderzoek nodig zijn met inclusie van prostaatkankerpatiënten vanuit alle risicogroepen. Enkel op die manier kunnen we met zekerheid de potentiële prognostische waarde van Hh signalering in prostaatkanker bewijzen

Datum:1 sep 2012 →  13 jan 2017
Trefwoorden:prostate cancer, Hedgehog signaling, radiosensitization, biomarker
Disciplines:Laboratoriumgeneeskunde, Palliatieve zorg en zorg rond het levenseinde, Regeneratieve geneeskunde, Andere basiswetenschappen, Andere gezondheidswetenschappen, Verpleegkunde, Andere paramedische wetenschappen, Andere translationele wetenschappen, Andere medische en gezondheidswetenschappen
Project type:PhD project