Cholangiocarcinoma (CCA) has a high mortality rate and its occurrence is rising. This increase prompts the need for improved CCA treatments. Studies have suggested that CCA is highly reliant on the sphingosine-1-phosphate-receptor-2 (S1PR2) and sphingosine kinase 2 (SphK2). Recently, a competitive SphK2 inhibitor, ABC294640, has been approved for clinical trial. ABC294640 has the potential to treat CCA, which is support by a phase I clinical study that was able to temporarily treat a patient suffering from metastasized CCA with ABC294640. To determine the viability of ABC294640 as a treatment for CCA, this study focused on determining the effects of ABC294640 on rat CCA cell lines. We found that ABC294640 inhibited the growth and migration of CCA and CAFs cells. The growth and count of 3-D organotypic co-culture of CCA and CAFs, which forms the “duct-like” structures, were reduced by ABC294640. The potential of inhibiting SphK2 as a treatment for CCA is supported by our finding of increased expression of S1PR2 and SphK2 in CCA patient liver samples. In conclusion, ABC294640 represents a potential therapeutic agent for CCA.

Karzinome der Gallenwege sind mit einer schlechten Prognose assoziiert. Eine potentiell kurative chirurgische Resektion ist bei der Mehrzahl der Patienten aufgrund des späten Zeitpunkts der Diagnosestellung nicht möglich, so dass derzeit vorrangig palliative Therapieansätze Anwendung finden. Das nur geringe Ansprechen auf konventionelle Radio- oder Zytostatikatherapie begründet die Notwendigkeit neuer Therapieansätze. Einen möglichen Angriffspunkt stellt hierbei die Polo-like-Kinase 1 (Plk1) dar, da ihre zentrale Rolle in der Regulation des Zellzyklus zunehmend erkannt und eine vermehrte Expression in malignem Tumorgewebe verglichen mit gesundem Gewebe nachgewiesen wurde. Das Dihydropteridinon BI 2536 ist ein poten-ter, niedermolekularer und selektiver Hemmstoff der Plk1 und sollte daher auf seine Wirksamkeit an Gallenwegskarzinomen untersucht werden. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass BI 2536 die untersuchten 14 Zelllinien von Gallenblasen- und Gallengangskarzinomen wirkungsvoll hemmt. Das Ansprechen unterschied sich zwischen den Zelllinien und ordnet sich vergleichbar zu Veröffentlichungen an anderen malignen Tumoren ein. Die Expression von Plk1 und dessen assoziierten Transkriptionsfaktor FoxM1 konnte bei Westernblot-Versuchen bei allen Zelllinien nachgewiesen werden, was eine Bedeutung in der Onkogenese vermuten lässt. Die Behandlung mit BI 2536 beeinflusste jedoch die Proteinmenge beider nicht. An für die folgenden Versuche ausgewählten drei Zelllinien zeigten sich in der reversen Transkription mit anschließender Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion (qRT PCR) ähnliche Ergebnisse in Bezug auf die exprimierte mRNA von Plk1. Westernblot-Analysen ermittelten keine signifikanten Veränderungen der an wichtigen intrazellulären Kaskaden beteiligten Proteine p42/44 und Akt sowie deren phosphorylierten Formen. Obwohl die Proteinmenge des Mitosemarkers Phospho-Histon H3 ebenso unverändert blieb, führte die Behandlung mit BI 2536 – dies zeigen Ergebnisse der Durchflusszytometrie – zu einer signifikanten, dosisabhängigen Zunahme der G2/M Fraktion des Zellzyklus und Zunahme der Apoptose-rate. Der maximale Hemmeffekt in der Behandlung von BI 2536 lag bei einer Inkubations-dauer von vier Tagen. Die Empfehlungen aus den klinischen Studien der Phase II von BI 2536 sowie dem Ziel der Vermeidung von Resistenzen ergibt sich die Notwendigkeit von Kombinationsversuchen mit Zytostatika, die in einer anderen Phase des Zellzyklus angreifen. Die in der Behandlung von Gallenwegskarzinomen etablierten Antimetaboliten 5-Fluorouracil und Gemcitabin wurden hierzu ausgewählt und es zeigten sich für 5 Fluorouracil synergistische, für Gemcitabin hingegen additive Kombinationseffekte. Zusätzlich wurde die Wechselwirkung mit dem IGF 1-Rezeptor-Inhibitor NVP-AEW541 untersucht, der ebenfalls einen neuen Behand-lungsansatz in der Krebstherapie darstellt und bei Gallenwegskarzinomen in vitro wirksam ist. Auch hier zeigen sich synergistische Effekte, die jedoch erst in höheren Behandlungs-dosen auftraten. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass die Hemmung der Plk1 bei Gallenblasen- und Gallengangskarzinomen einen wirksamen Behandlungsansatz darstellt. Auf der Grundlage der in dieser Arbeit beschriebenen Ergebnisse wird eine weitere präklinische und klinische Testung von selektiven Plk1-Hemmstoffen wie BI 2536 an Gallenwegskarzinomen empfohlen.

Karzinome der Gallenwege sind mit einer schlechten Prognose assoziiert. Eine potentiell kurative chirurgische Resektion ist bei der Mehrzahl der Patienten aufgrund des späten Zeitpunkts der Diagnosestellung nicht möglich, so dass derzeit vorrangig palliative Therapieansätze Anwendung finden. Das nur geringe Ansprechen auf konventionelle Radio- oder Zytostatikatherapie begründet die Notwendigkeit neuer Therapieansätze. Einen möglichen Angriffspunkt stellt hierbei die Polo-like-Kinase 1 (Plk1) dar, da ihre zentrale Rolle in der Regulation des Zellzyklus zunehmend erkannt und eine vermehrte Expression in malignem Tumorgewebe verglichen mit gesundem Gewebe nachgewiesen wurde. Das Dihydropteridinon BI 2536 ist ein poten-ter, niedermolekularer und selektiver Hemmstoff der Plk1 und sollte daher auf seine Wirksamkeit an Gallenwegskarzinomen untersucht werden. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass BI 2536 die untersuchten 14 Zelllinien von Gallenblasen- und Gallengangskarzinomen wirkungsvoll hemmt. Das Ansprechen unterschied sich zwischen den Zelllinien und ordnet sich vergleichbar zu Veröffentlichungen an anderen malignen Tumoren ein. Die Expression von Plk1 und dessen assoziierten Transkriptionsfaktor FoxM1 konnte bei Westernblot-Versuchen bei allen Zelllinien nachgewiesen werden, was eine Bedeutung in der Onkogenese vermuten lässt. Die Behandlung mit BI 2536 beeinflusste jedoch die Proteinmenge beider nicht. An für die folgenden Versuche ausgewählten drei Zelllinien zeigten sich in der reversen Transkription mit anschließender Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion (qRT PCR) ähnliche Ergebnisse in Bezug auf die exprimierte mRNA von Plk1. Westernblot-Analysen ermittelten keine signifikanten Veränderungen der an wichtigen intrazellulären Kaskaden beteiligten Proteine p42/44 und Akt sowie deren phosphorylierten Formen. Obwohl die Proteinmenge des Mitosemarkers Phospho-Histon H3 ebenso unverändert blieb, führte die Behandlung mit BI 2536 – dies zeigen Ergebnisse der Durchflusszytometrie – zu einer signifikanten, dosisabhängigen Zunahme der G2/M Fraktion des Zellzyklus und Zunahme der Apoptose-rate. Der maximale Hemmeffekt in der Behandlung von BI 2536 lag bei einer Inkubations-dauer von vier Tagen. Die Empfehlungen aus den klinischen Studien der Phase II von BI 2536 sowie dem Ziel der Vermeidung von Resistenzen ergibt sich die Notwendigkeit von Kombinationsversuchen mit Zytostatika, die in einer anderen Phase des Zellzyklus angreifen. Die in der Behandlung von Gallenwegskarzinomen etablierten Antimetaboliten 5-Fluorouracil und Gemcitabin wurden hierzu ausgewählt und es zeigten sich für 5 Fluorouracil synergistische, für Gemcitabin hingegen additive Kombinationseffekte. Zusätzlich wurde die Wechselwirkung mit dem IGF 1-Rezeptor-Inhibitor NVP-AEW541 untersucht, der ebenfalls einen neuen Behand-lungsansatz in der Krebstherapie darstellt und bei Gallenwegskarzinomen in vitro wirksam ist. Auch hier zeigen sich synergistische Effekte, die jedoch erst in höheren Behandlungs-dosen auftraten. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass die Hemmung der Plk1 bei Gallenblasen- und Gallengangskarzinomen einen wirksamen Behandlungsansatz darstellt. Auf der Grundlage der in dieser Arbeit beschriebenen Ergebnisse wird eine weitere präklinische und klinische Testung von selektiven Plk1-Hemmstoffen wie BI 2536 an Gallenwegskarzinomen empfohlen.:Vorbemerkung 1 Inhaltsverzeichnis 2 Abkürzungsverzeichnis 3 Bibliographische Beschreibung 4 1 Einleitung 5 1.1 Gallenwegskarzinome 5 1.1.1 Epidemiologie, Einteilung und Histologie 5 1.1.2 Klinische Symptomatik und Diagnostik 6 1.1.3 Therapie und Prognose 7 1.2 Polo like-Kinase 1 9 1.2.1 Entdeckung und Aufbau der Polo like-Kinasen 9 1.2.2 Funktionen 9 1.2.3 Regulation 11 1.2.4 Bedeutung in der Onkologie 12 1.2.5 Hemmung 12 1.3 BI 2536 14 1.4 Zielstellung der Arbeit 15 2 Publikation 17 3 Zusammenfassung 29 4 Summary 31 5 Literaturverzeichnis 32 6 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 45 7 Lebenslauf 46 8 Publikationen im Rahmen dieser Arbeit 48 9 Danksagung 49