Das Ovarialkarzinom ist eine maligne Entartung der Eierstöcke und die achthäufigste Krebserkrankung in Deutschland. Aufgrund einer initialen langen symptomfreien Zeit und einer raschen Dynamik wird die Erkrankung meist erst im fortgeschrittenen Stadium, d.h. im Stadium III oder IV diagnostiziert, welches mit einer geringen 5-Jahres-Überlebenswahrscheinlichkeit von ca. 43 % einhergeht. Aktuell beruht die Standard-therapie auf einer radikalen Operation mit dem Ziel der makroskopischen Komplettresektion gefolgt von einer Platin/Paclitaxel-basierten Chemotherapie, welche im fortgeschrittenen Stadium mit dem Antikörper Bevacizumab kombiniert wird. Doch bis zu 85 % der Patientinnen mit fortgeschrittenem Ovarialkarzinom erleiden ein Rezidiv, und dabei stellt vor allem die Platin-Resistenz ein großes Problem dar. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Wirkung des zugelassenen H1-Antihistaminikums Diphenhydramin (DIPH) auf die platin-basierte Chemotherapie in Ovarialkarzinomzellen in vitro und in vivo untersucht. Während frühere Arbeiten eher eine schützende Wirkung von DIPH vor den Nebenwirkungen (z.B. Nephrotoxizität, Ototoxizität) der Platin-Therapie berichtet haben, wird in dieser Arbeit gezeigt, dass DIPH außerdem überraschenderweise in platin-resistenten Ovarialkarzinomzellen als „Platin-Sensitizer“ fungieren kann, da in der Kombinationstherapie Cisplatin mit DIPH eine Erhöhung der intrazellulären DNA-Platinierung, sowie der Apoptoseinduktion beobachtet wurde. Nachfolgende Experimente belegen, dass DIPH, neben seiner bekannten Funktion als H1-Antagonist, die Transportkapazitäten der Effluxpumpen MRP2, MRP3 und MRP5 inhibiert, welche bereits mit der Platin-Resistenz im Ovarialkarzinom in Verbindung gebracht wurden. Diese Erkenntnis unterstützt die Hypothese, dass DIPH Tumorzellen für die Cisplatin-Behandlung sensitiviert, indem der MRP-vermittelte Cisplatin-Efflux inhibiert wird. Darüber hinaus wurde in dieser Arbeit erfolgreich ein intraperitoneales Mausmodell für das platin-resistente Ovarialkarzinom mit Hilfe von Biolumineszenzimaging etabliert, um den Effekt von DIPH als möglichen „Platin-Sensitizer“ auch in vivo zu untersuchen. Es zeigte sich, dass mit Cisplatin und DIPH behandelte Versuchstiere tendenziell ein geringeres intraperitoneales Tumorwachstum aufwiesen als die mit Cisplatin behandelten Versuchstiere, was für eine mögliche Rolle von DIPH als Platin-Sensitizer spricht. Jedoch konnte eine statistische Signifikanz dieses Effektes auf Grund einiger technischer Limitationen des etablierten Mausmodells bislang noch nicht gezeigt werden. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, den Effekt von DIPH auf die platin-basierte Chemotherapie in einem umfassenden experimentellen in vitro Ansatz zu erforschen. In diesem Kontext wurde eine pharmakologische Strategie zur DIPH-vermittelten Sensitivierung des platin-resistenten Ovarialkarzinoms entwickelt, die anschließend in einem in vivo System präliminär getestet wurde. Die Ergebnisse liefern insgesamt eine vielversprechende Basis für weiterführende präklinische in vivo Versuche mit DIPH im Rahmen eines „Drug repositioning“ Ansatzes. / Ovarian cancer is a malignancy of the ovaries and the eighth most common cancer in Germany. Due to an initial long symptom-free period and rapid dynamics, the disease is usually diagnosed only at an advanced stage, i.e. stage III or IV, which is associated with a low 5-year survival probability of about 43 %. Currently, standard therapy is based on radical surgery with the goal of complete macroscopic resection followed by platinum/paclitaxel-based chemotherapy, which is combined with the antibody bevacizumab in advanced stages. However, up to 85 % of patients with advanced ovarian cancer experience recurrence, and platinum resistance in particular is a major problem. In this dissertation, the effect of the approved H1 antihistamine diphenhydramine (DIPH) on platinum-based chemotherapy was investigated in ovarian cancer cells in vitro and in vivo. While previous work has tended to report a protective effect of DIPH against the side effects (e.g., nephrotoxicity, ototoxicity) of platinum therapy, this work demonstrates that DIPH can also, surprisingly, act as a 'platinum sensitizer' in platinum-resistant ovarian cancer cells, as an increase in intracellular DNA platinization, as well as apoptosis induction, was observed in combination therapy with cisplatin and DIPH. Subsequent experiments indicate that DIPH, in addition to its known function as an H1 antagonist, inhibits the transport capacities of the efflux pumps MRP2, MRP3, and MRP5, which have previously been associated to platinum resistance in ovarian cancer. This finding supports the hypothesis that DIPH sensitizes tumor cells to cisplatin treatment by inhibiting MRP-mediated cisplatin efflux.
In addition, this work successfully established an intraperitoneal mouse model for platinum-resistant ovarian cancer using bioluminescence imaging to investigate the effect of DIPH as a potential 'platinum sensitizer' in vivo as well. It was found that experimental animals treated with cisplatin and DIPH tended to have lower intraperitoneal tumor growth than those treated with cisplatin, suggesting a possible role of DIPH as a platinum sensitizer. However, statistical significance of this effect has not yet been demonstrated due to some technical limitations of the established mouse model. The aim of the present work is to explore the effect of DIPH on platinum-based chemotherapy in a comprehensive experimental in vitro approach. In this context, a pharmacological strategy for DIPH-mediated sensitization of platinum-resistant ovarian cancer was developed and subsequently preliminarily tested in an in vivo system. Overall, the results provide a promising basis for further preclinical in vivo trials with DIPH in the context of a 'drug repositioning' approach.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:79429 |
| Date | 09 June 2022 |
| Creators | Benduhn, Ulrike Sophie |
| Contributors | Technische Universität Dresden |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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