The present studies sought to determine whether the lethality of the drug combination [sorafenib + sildenafil] could be enhanced by the anti-inflammatory agent celecoxib, using ovarian cancer and other tumor cell lines as models. Also, in a dose dependent fashion celecoxib enhanced [sorafenib + sildenafil] lethality in multiple ovarian cancer cell lines. In a dose dependent fashion celecoxib enhanced the ability of [sorafenib + sildenafil] to reduce expression of multiple chaperone proteins in parallel with lower levels of the drug efflux pumps ABCB1 and ABCG2. Over-expression of GRP78 and HSP27 maintained pump expression in the presence of drugs. Cell killing by the 3 drug combination was mediated by mitochondrial / caspase 9 -dependent apoptotic signaling and by RIP-1 / caspases 2 and 4 / AIF -dependent necroptotic signaling. Pre-treatment of intrinsically resistant primary ovarian cancer cells with [celecoxib + sorafenib + sildenafil] significantly enhanced tumor cell killing by a subsequent cisplatin exposure. Similar data were obtained in some cancer cell lines, but not all, using the related platinum containing drugs, oxaliplatin and carboplatin. As our prior publications have also validated in vivo the combinations of [celecoxib + sildenafil] and [sorafenib + sildenafil] as cytotoxic to multiple tumor cell types, combined with the present findings, we would argue that the combination of celecoxib/sorafenib/sildenafil should be explored in a new phase I trial in ovarian cancer.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

In der vorliegenden Arbeit werden die positiven Effekte des Phosphodiesterase-5-Inhibitors Sildenafil auf die Gefäßfunktion in einem experimentellen Diabetes-Modell (Streptozotocin-induziert) beschrieben. Diabetes und seine kardiovaskulären Folgeerkrankungen, welche bis zu 80 % der Todesfälle bei diabetischen Patienten verursachen, gehen mit einer Endotheldysfunktion einher, bei der eine verminderte NO-Bioverfügbarkeit sowie eine verstärkte Sauerstoffradikalbildung eine Schlüsselrolle spielen. Endotheliales NO aktiviert die lösliche Guanylatzyklase in glatten Gefäßmuskelzellen, welche über erhöhte zyklische Guanosinmonophosphat-Konzentrationen eine Gefäßrelaxation bewirkt. Sildenafil reduziert als potenter und selektiver PDE 5-Inhibitor den Abbau von cGMP. Bei diabetischen und nicht-diabetischen Ratten führte Sildenafil in-vitro zu einer direkten dosisabhängigen Gefäßrelaxation an vorkontrahierten Aortenringen und zu einer Verbesserung der endothelabhängigen und –unabhängigen Gefäßrelaxation. Auch nach akuter und chronischer Behandlung zeigte sich eine verbesserte endothelabhängige und -unabhängige Gefäßrelaxation. Ferner zeigte sich nach chronischer Behandlung mit Sildenafil eine signifikante Reduktion des bei diabetischen Tieren erhöhten oxidativen Stresses. Die signifikant höhere Expression der NAD(P)H-Oxidase Untereinheit gp91phox und der Rac-Untereinheit Rac-1 in den Aortenringen diabetischer Ratten - welche für erhöhten oxidativen Stress bei Diabetes spricht -, sowie die zum anderen bei diabetischen Ratten verstärkte Superoxid(O2-)-Produktion konnten durch eine chronische Behandlung mit Sildenafil signifikant reduziert werden. Desweiteren konnte Sildenafil das im diabetischen Tiermodell verminderte eNOS-Dimer/Monomer-Verhältnis zurück auf ein Niveau ähnlich dem von Kontrolltieren erhöhen. Eine chronische Behandlung mit Sildenafil könnte demnach die vaskuläre Hämostase im Hinblick auf die Sauerstoffradikalbildung und die Gefäßfunktion verbessern. Jedoch bleibt der klinische Einsatz aufgrund der kurzen Wirkdauer der Substanz limitiert; aktuell wird Sildenafil in der Therapie der erektilen Dysfunktion beim Diabetiker und der pulmonalen arteriellen Hypertonie verwendet. / Diabetes-associated vascular dysfunction contributes to increased cardiovascular risk. Reduced nitric oxide-bioavailability and abundant formation of reactive oxygen species (ROS) within the vascular wall are the key determinants in endothelial dysfunction resulting in an imbalance between NO and ROS. Endothelium-derived NO activates soluble guanylyl cyclase in vascular smooth muscle cells resulting in enhanced cGMP concentrations and vasorelaxation. Sildenafil is a potent and selective inhibitor of phosphodiesterase (PDE)-5, and thus decreases hydrolysis of cGMP. This study investigated whether the phosphodiesterase-5 inhibitor sildenafil would improve vascular function in diabetic rats. In vitro Sildenafil induced a concentration-dependent vasorelaxation which was attenuated by the nitric oxide (NO) synthase inhibitor, NG-nitro-L-arginine. Acetylcholine-induced endothelium-dependent as well as endothelium-independent relaxation induced by the NO donor, DEA-NONOate, was significantly reduced in aortae from diabetic rats after in-vitro-incubation with sildenafil. Acute as well as chronic in vivo treatment with sildenafil resulted in enhanced endothelium-dependent and –independent vasorelaxation. Superoxide formation was increased in diabetes, associated with enhanced membrane expression of the NAD(P)H oxidase subunit gp91phox and Rac, which were both reduced by chronic treatment with Sildenafil. Actually Sildenafil is used for treatment of patients with erectile dysfunction and pulmonary hypertension, but could also be an interesting target for patients with diabetes and cardiovascular diseases.

Myokardhypertrophie stellt einen Adaptationsmechanismus des Herzens an erhöhte Belastungen wie chronische arterielle Hypertonie, Myokardinfarkt, Koronare Herzkrankheit, Myokarditis und Kardiomyopathien dar. Sowohl biomechanische als auch neurohumorale Stimuli führen auf einer Reihe von Signalwegen zur Myokardhypertrophie, die als Größenzunahme postmitotischer Kardiomyozyten definiert ist. Zyklisches 3´5´-Guanosinmonophosphat ist ein ubiquitärer intrazellulärer Signalträger, der im kardiovaskulären System auf mindestens drei bekannten Wegen aus Guanosintriphosphat durch Abspaltung von Pyrophosphat synthetisiert wird. Die Synthese erfolgt unter anderem durch Aktivierung der partikulären, membranständigen Guanylylzyklase A durch Atriales Natriuretisches Peptid oder „B-Typ“ Natriuretisches Peptid und der Guanylyzyklase B, durch „C-Typ“ Natriuretisches Peptid. Des Weiteren wird über neuronale, endotheliale, oder induzierbare Stickstoffmonoxid-Synthase Stickstoffmonoxid synthetisiert, welches die lösliche, vorwiegend zytosolisch lokalisierte Guanylyzyklase aktiviert, die wiederum aus Guanosintriphosphat zyklisches 3´5´-Guanosinmonophosphat synthetisiert. Das intrazelluläre zyklische 3´5´-Guanosinmonophosphat lässt sich durch Behandlung mit Sildenafilcitrat, einem unter dem Markennamen Viagra® zur Therapie der Erektilen Dysfunktion und Revatio® zur Therapie der pulmonalen arteriellen Hypertonie zugelassenem Pharmakon, erhöhen. Sildenafil hemmt die Phosphodiesterase 5A, ein unter anderem in Lunge, Kardiomyozyten, Kleinhirn und glatter Muskulatur vorkommendes Isoenzym. In der vorliegenden Dissertation wurden die kardialen Effekte des Phosphodiesterase 5-Inhibitors Sildenafil an zwei Mausmodellen mit funktionell gut kompensierter Herzhypertrophie getestet. Die mittlere Tagesdosis betrug 150 (Studie 1) bzw. 240 (Studie 2) mg/kg Körpergewicht Sildenafil, in Anlehnung an publizierte Studien mit Nagern (Takimoto et al., 2005b). Diese Dosis wurde oral über vier (Studie 1) bzw. neun Wochen (Studie 2) zugeführt. Die mittlere Plasmakonzentration von Sildenafil lag mit 60 nM weit über dessen IC 50 (3,5 nM) zur Hemmung der PDE 5 in vitro. Studie 1 In der ersten Studie wurde die Nachlast des Herzens mittels operativer transverser Aortenkonstriktion um ca. 25 - 35 mmHg über vier Wochen erhöht. Vergleichbare Anstiege des systolischen Blutdrucks werden in Patienten mit ausgeprägter essenzieller arterieller Hypertonie gemessen. Nekropsie, echokardiographische, histologische und morphometrische Untersuchungen zeigten übereinstimmend die Entwicklung einer konzentrischen Herzhypertrophie ohne interstitielle Fibrose. Echokardiographische Bestimmungen der linksventrikulären Funktion zeigten einen leichten Anstieg der Ejektionsfraktion bei unveränderter fraktioneller Verkürzung der Wand des linken Ventrikels. Proteinchemische Analysen an linksventrikulären Gewebeproben zeigen die Aktivierung von Signalwegen der Herzypertrophie, insbesondere der Mitogen-Aktivierten Protein Kinase ERK 1 / 2. Zusammengenommen belegen diese morphologischen, funktionellen und biochemischen Analysen, dass durch die moderate operative Aortenstenose die Entwicklung einer ausgeprägten, aber funktionell gut kompensierten Linksherzhypertrophie induziert wurde. Die Entwicklung dieser Herzhypertrophie wurde durch Sildenafil nicht verhindert. Im Gegenteil, es zeigte sich unter der Gabe des Pharmakons sogar eine leichte Tendenz zur funktionellen Verschlechterung des linken Ventrikels, mit leicht reduzierter Ejektionsfraktion und gesteigertem Lungenfeuchtgewicht. Auch die kardiale Aktivierung des Hypertrophiesignalweges MAPK / ERK wurde durch Sildenafil nicht beeinflusst. Studie 2 In der zweiten Studie wurden die Effekte von Sildenafil an einem monogenetischen Mausmodell mit globaler Deletion der Guanylylzyklase-A (GC-A -/-), dem Rezeptor für Atriales natriuretisches Peptid, getestet. Wie zuvor in publizierten Studien gezeigt wurde, haben GC-A -/- Mäuse eine chronische arterielle Hypertonie, mit Anstiegen des systolischen Blutdrucks um 20 - 25 mmHg. Nekropsie, Echokardiographie, Histologie und Morphometrie ergaben übereinstimmend, dass diese arterielle Hypertonie von einer ausgeprägten globalen, funktionell gut kompensierten Herzhypertrophie mit leichter interstitieller Fibrose begleitet wurde. Unter der neunwöchigen Behandlung mit Sildenafil kam es zu einem signifikanten aber inkomplettem Rückgang der systemischen arteriellen Hypertonie (um ca 8 - 10 mmHg). Trotz dieser hypotensiven Effekte wurden die Rechts- und Linksherzhypertrophie und die kardiale Fibrose der GC-A -/- Tiere durch Sildenafil nicht beeinflusst. Dagegen zeigte sich auch hier mittels Echokardiographie eine leichte Verschlechterung der linksventrikulären Funktion unter Sildenafil, mit Abnahmen der Ejektionsfraktion und der fraktionellen Verkürzung des linken Ventrikels sowie einer Zunahme des endsystolischen Kammerdurchmessers. Zusammenfassend wurden die in der Literatur beschriebenen protektiven, kardialen antihypertrophen Effekte von Sildenafil in der vorliegenden experimentellen Dissertation nicht bestätigt. / Synthesis of cGMP in cardiomyocytes is stimulated by natriuretic peptides via GC-A signalling as well as nitric oxide (NO) via soluble guanylyl cyclase (sGC). Different studies in vitro / in vivo have demonstrated that cGMP can inhibit myocardial hypertrophic responses. In particular, genetic ablation of the ANP/GC-A or NO/sGC systems in mice led to exacerbated cardiac hypertrophy in response to pressure overload. Conversely, inhibition of cGMP catabolism with the PDE5 inhibitor sildenafil prevented and even reversed pathological cardiac hypertrophy after aortic banding [1]. The present ongoing study was originally designed to elucidate whether the antihypertrophic effects of PDE5 inhibition are linked to the formation of cGMP by either the NP/GC-A or the NO/sGC system. We subjected male C57Bl/6 mice (8 weeks of age, Charles River) to constriction of the transverse aorta (TAC) for 4 weeks. They were concurrently treated with the PDE5 inhibitor sildenafil (100 mg/kg/d) or vehicle mixed in solid food (n=7 per group).Furthermore, mice with genetic ablation of the GC-A receptor were treated with Sildenafil or Placebo. The studies demonstrate that Sildenafil does not exhibit direct antihypertrophic effects, but does exhibit indirect effects on left ventricular myocardium. Furthermore, Sildenafil is supposed to amplify the cGMP that is generated via ANP/GC-A system.

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In the United States, more than 130,000 people will be diagnosed with colorectal cancer (CRC) each year and an estimated 50,000 people will die from the disease. Standard of care (SOC) therapies for CRC combine multiple cytotoxic chemotherapeutic drugs. These combinations have varying degrees of effectiveness and can often result in significant patient morbidity. For second recurrence patients, the multi-kinase inhibitor, regorafenib, is an approved agent, but is often poorly tolerated at current doses. In the current study, we propose to develop therapeutic regime of combining agents with modest toxicity profiles: curcumin and sildenafil with regorafenib. Using clinically achievable enterohepatic drug concentrations (~2.0 μM), our laboratory has shown that both sildenafil and curcumin interact to synergistically down regulate the expression of multiple cyto-protective molecular chaperones and kill CRC cells in a greater than additive manner in vitro and suppress the growth of colon cancer tumors in vivo. In this study, the expression of PDGFRb and PDGF in the plasma was increased in colon tumor bearing mice previously exposed to curcumin and sildenafil. Further, the in vitro killing potential of curcumin and sildenafil was shown to be reduced in evolved tumor cells from these mice. The purpose of this study was to determine whether down regulation of PDGFRb using regorafenib would increase the lethality of curcumin and sildenafil in colorectal cancer cell lines in vitro and in vivo. In the current study, we have shown that with the [2μM curcumin + 2μM sildenafil + 2μM regorafenib] drug combination reduces of cyto-protective proteins, enhances cytotoxicity and creates a carnage of CRC cells in a greater than additive in vitro. The combination also suppressed growth of colon cancer tumors in vivo, when compared to curcumin and sildenafil alone. In addition we have shown that the [2μM curcumin + 2μM sildenafil + 2μM regorafenib] drug combination can modulate immune checkpoint proteins in vitro. These results suggest that this drug combination may enhanced the anti-tumor efficacy of anti-PD-1 and anti-CTLA4 antibodies.

The neurobiology of anxiety-related disorders is associated with impaired neuroplasticity. The glutamate/NO/cGMP pathway has been proposed to play a key role in neuroplasticity and neurodevelopment. It was demonstrated in recent reports that chronic co-administration of the phosphodiesterase type 5 (PDE5) inhibitor sildenafil and the antimuscarinic agent atropine exerts antidepressive-like activity in rats, and that this effect is related to PDE5 inhibition, with consequent elevation of cGMP levels and enhanced protein kinase G stimulation. The current study investigated possible anxiolytic effects of the chronic co-administration of sildenafil and atropine in stress-sensitive Flinders Sensitive Line (FSL) rats. FSL rats received vehicle control, fluoxetine (15 mg/kg), atropine (1 mg/kg), sildenafil (10 mg/kg) or sildenafil plus atropine via intraperitoneal administration, either acutely 30 minutes prior to testing (acutely) or daily for 14 days (chronically). FRL control rats received only vehicle. Thereafter anxiety-like behaviour was evaluated in the social interaction test (SIT - acute) and elevated plus maze (EPM - acute and chronic). The current study also compared to different ways to score the EPM, namely the percentage time spend in the open arms of the EPM and both the number of full and half body open arm entries, and also implemented defecation on the EPM as a measure of anxiety. Vehicle-treated FSL rats exhibited more anxiety-like behaviour than FRL rats in both the SIT and EPM following acute treatment, and in the EPM following chronic treatment. Acute treatment with fluoxetine exerted anxiogenic activity in the SIT and EPM, but anxiolytic activity following chronic administration, as observed in the EPM. In acute treatments neither sildenafil nor sildenafil plus atropine yielded any significant effects on anxiety-like behaviour. However, following chronic treatment, sildenafil exerted anxiolytic activity in the EPM by increasing the time spend in the open arms (45.72% ± 9.94% vs. 20.80% ± 9.94%, P<0.001). Atropine exerted a small anxiolytic response (30.71% ± 8.40% vs. 20.80 ± 9.94%), whereas atropine co-administration was additive to sildenafil alone and yielded an enhanced anxiolytic effect in the elevated plus maze (59.56% ± 4.95% vs. 20.80% ± 9.94%, P<0.001), relative to vehicle control. The percentage time spend in the open arms was scored in the EPM, the results suggested that the chronic treatment with sildenafil plus atropine exert an anxiolytic-like effect in FSL rats and the number of fecal droppings did not increase which is also an indication of an anxiolytic-like effects of the treatment. The current study demonstrated that the chronic treatment with sildenafil, alone or in combination with atropine, exhibit an anxiolytic-like action in stress-sensitive rats. In addition, the data support the clinical potential of using PDE5 inhibitors as antidepressant and anxiolytic strategy and warrant further investigation. Furthermore the study supports the previously proposed key role of the glutamate/NO/cGMP pathway in the neurobiology of anxiety-like disorders, and as an important target for drug development. / Thesis (M.Sc. (Pharmacology))--North-West University, Potchefstroom Campus, 2011

Universiẗat, Diss., 2007--Giessen.

Dissertation (Ph.D.)--Auburn University,2009. / Abstract. Vita. Includes bibliographic references.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:13:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PauloJM_TESE.pdf: 1280546 bytes, checksum: 44cb192b546d12a771ee1a69e0b891ad (MD5) Previous issue date: 2010-07-09 / A les?o renal causada pelo processo isquemia-reperfus?o ocorre em v?rias interven??es cir?rgicas, como transplantes de rins, cirurgias vasculares renais e na nefrectomia parcial. Devido ao processo isqu?mico, ocorre disfun??o do ?rg?o e morte celular. Com o objetivo de avaliar o efeito do sildenafil, em ratos, administrado previamente ? isquemia renal e reperfus?o, em avalia??es cintilogr?ficas e histopatol?gicas, foram utilizados vinte e quatro ratos Wistar, aleatoriamente distribu?dos em dois grupos. Os animais receberam 0,1 ml IV 99mTecn?cio-Etilenodiciste?na, realizando-se a cintilografia renal inicial e, em seguida, foram submetidos ? laparotomia, provocando-se isquemia no rim esquerdo, com oclus?o da art?ria renal, durante 1 hora, com posterior reperfus?o. Os animais do grupo sildenafil receberam previamente 1mg/kg de sildenafil via oral, 60 minutos antes da isquemia. O grupo controle recebeu somente solu??o salina. Ap?s a isquemia e reperfus?o, metade dos animais de cada grupo foi avaliada com 24 horas e a outra metade, com sete dias, com nova cintilografia renal. Ap?s eutan?sia, com superdose de anest?sico, os rins foram retirados e submetidos a exame histopatol?gico. Empregou-se avalia??o estat?stica com o teste t de Student e com teste n?o-param?trico de Mann-Whitney. Foi observado no rim esquerdo do grupo controle um d?ficit funcional nas imagens cintilogr?ficas, ap?s sete dias, comparativamente ao respectivo estudo cintilogr?fico inicial (p<0,05). Nos rins esquerdos dos animais do grupo controle (24 horas p?s-isquemia), ocorreu um maior grau de necrose celular quando comparados ao grupo tratado com o sildenafil (p<0,05). A cintilografia e a histopatologia demonstraram que o sildenafil exerceu a??o protetora dos rins, ap?s epis?dio de isquemia-reperfus?o renal normot?rmica. Deve ressaltar-se o x car?ter interdisciplinar desta tese, que contou com a participa??o ativa de profissionais das ?reas de cirurgia, medicina nuclear, urologia, patologia e estat?stica