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Human neuroblastoma cells with acquired resistance to the p53 activator RITA retain functional p53 and sensitivity to other p53 activating agents
(2012)
- Adaptation of wild-type p53 expressing UKF-NB-3 cancer cells to the murine double minute 2 inhibitor nutlin-3 causes de novo p53 mutations at high frequency (13/20) and multi-drug resistance. Here, we show that the same cells respond very differently when adapted to RITA, a drug that, like nutlin-3, also disrupts the p53/Mdm2 interaction. All of the 11 UKF-NB-3 sub-lines adapted to RITA that we established retained functional wild-type p53 although RITA induced a substantial p53 response. Moreover, all RITA-adapted cell lines remained sensitive to nutlin-3, whereas only five out of 10 nutlin-3-adapted cell lines retained their sensitivity to RITA. In addition, repeated adaptation of the RITA-adapted sub-line UKF-NB-3rRITA10 μM to nutlin-3 resulted in p53 mutations. The RITA-adapted UKF-NB-3 sub-lines displayed no or less pronounced resistance to vincristine, cisplatin, and irradiation than nutlin-3-adapted UKF-NB-3 sub-lines. Furthermore, adaptation to RITA was associated with fewer changes at the expression level of antiapoptotic factors than observed with adaptation to nutlin-3. Transcriptomic analyses indicated the RITA-adapted sub-lines to be more similar at the gene expression level to the parental UKF-NB-3 cells than nutlin-3-adapted UKF-NB-3 sub-lines, which correlates with the observed chemotherapy and irradiation sensitivity phenotypes. In conclusion, RITA-adapted cells retain functional p53, remain sensitive to nutlin-3, and display a less pronounced resistance phenotype than nutlin-3-adapted cells.
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Adaptation of cancer cells from different entities to the MDM2 inhibitor nutlin-3 results in the emergence of p53-mutated multi-drug-resistant cancer cells
(2011)
- Six p53 wild-type cancer cell lines from infrequently p53-mutated entities (neuroblastoma, rhabdomyosarcoma, and melanoma) were continuously exposed to increasing concentrations of the murine double minute 2 inhibitor nutlin-3, resulting in the emergence of nutlin-3-resistant, p53-mutated sublines displaying a multi-drug resistance phenotype. Only 2 out of 28 sublines adapted to various cytotoxic drugs harboured p53 mutations. Nutlin-3-adapted UKF-NB-3 cells (UKF-NB-3rNutlin10 μM, harbouring a G245C mutation) were also radiation resistant. Analysis of UKF-NB-3 and UKF-NB-3rNutlin10 μM cells by RNA interference experiments and lentiviral transduction of wild-type p53 into p53-mutated UKF-NB-3rNutlin10 μM cells revealed that the loss of p53 function contributes to the multi-drug resistance of UKF-NB-3rNutlin10 μM cells. Bioinformatics PANTHER pathway analysis based on microarray measurements of mRNA abundance indicated a substantial overlap in the signalling pathways differentially regulated between UKF-NB-3rNutlin10 μM and UKF-NB-3 and between UKF-NB-3 and its cisplatin-, doxorubicin-, or vincristine-resistant sublines. Repeated nutlin-3 adaptation of neuroblastoma cells resulted in sublines harbouring various p53 mutations with high frequency. A p53 wild-type single cell-derived UKF-NB-3 clone was adapted to nutlin-3 in independent experiments. Eight out of ten resulting sublines were p53-mutated harbouring six different p53 mutations. This indicates that nutlin-3 induces de novo p53 mutations not initially present in the original cell population. Therefore, nutlin-3-treated cancer patients should be carefully monitored for the emergence of p53-mutated, multi-drug-resistant cells.
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Überwindung der ABC-Transporter-vermittelten Chemoresistenz in Neuroblastomzellen
(2010)
- Im ersten Teil dieser Arbeit wurde der Einfluss des HIV-Protease-Inhibitors Saquinavir und seines Derivates Saquinavir-NO auf die ABC-Transporter vermittelte Chemoresistenz in Tumorzellen untersucht. Saquinavir-NO zeigte in drei verschiedenen Tumorentitäten stärkere zytotoxische Wirkung als Saquinavir. Weder die Expression der ABC-Transporter MDR1 oder BCRP1 noch der zelluläre p53-Status hatten einen Einfluss auf die Zellsensitivität. MDR1-exprimierende chemoresistente Tumorzellen wurden durch Saquinavir-NO stärker gegen ausgewählte Zytostatika resensitiviert als durch Saquinavir. An chemosensitiven MDR1-negativen Zellen wurden keine Effekte beobachtet. Des Weiteren wurde die Neuroblastomzelllinie UKF-NB-3 mit Hilfe lentiviraler Vektoren mit cDNA für MDR1 transduziert. In diesem MDR1-transduzierten Zellmodell wurde die Sensiti-vität gegen das MDR1-Substrat Vincristin durch Saquinavir-NO stärker erhöht als durch Saquinavir. Am Durchflusszytometer wurde der Einfluss von Saquinavir und Saquinavir-NO auf die intrazelluläre Akkumulation des fluoreszierenden MDR1-Substrates Rhodamin 123 untersucht. In MDR1-exprimierenden Zelllinien führte Saquinavir-NO zu einer deutlich stärkeren Akkumulation von Rhodamin 123 als Saquinavir. In MDR1-negativen Zellen wurden keine Effekte beobachtet. Mit Hilfe des MDR1-ATPase-Assays und Wash-Out-Kinetiken am Durchflusszytometer wurde die Frage geklärt, ob Saquinavir und Saquinavir-NO als Substrate oder als allosterische Inhibitoren für MDR1 fungieren. Die Ergebnisse beider Assays lassen den Schluss zu, dass sowohl Saquinavir als auch Saquinavir-NO jeweils ein Substrat für MDR1 darstellen. Um den Einfluss von Saquinavir und Saquinavir-NO auf den ABC-Transporter BCRP1 zu untersuchen, wurde die Neuroblastomzelllinie UKF-NB-3 mit Hilfe lentiviraler Vektoren mit cDNA für BCRP1 transduziert. Die BCRP1-transduzierten Zellen wurden durch Saquinavir und Saquinavir-NO in vergleichbarem Ausmaß zu dem BCRP1-Substrat Mitoxantron sensibilisiert. Saquinavir-NO ist somit im Vergleich zu Saquinavir der deutlich potentere MDR1-Inhibitor, während beide Substanzen gleichermaßen BCRP1 beeinflussten. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde der Einfluss des MDM2-Inhibitors Nutlin-3 auf die ABC-Transporter-vermittelte Chemoresistenz in Tumorzellen untersucht. Nutlin-3 zeigte aufgrund seiner Funktion als MDM2-Inhibitor an Zellen mit Wildtyp-p53 stark zytotoxische Effekte. An Zellen mit einer p53-Mutation oder an Zellen, die p53-negativ sind, waren diese Effekte nicht zu beobachten. Die Behandlung mit Nutlin-3 führte in p53-Wildtypzellen zur Induktion diverser p53-Zielgene (p21, MDM2, GADD). In Zellen mit mutiertem p53 blieb diese Induktion nach Nutlin-3-Behandlung aus. Chemoresistente MDR1-exprimierende Tumorzellen wurden durch Nutlin-3 stark gegen ausgesuchte Zytostatika resensitiviert. Des Weiteren wurde die chemosensitive, p53-mutierte (Nutlin-3-insensitive) und MDR1-negative Rhabdomyosarkomzelllinie RH30 mit Hilfe lentiviraler Vektoren mit cDNA für MDR1 transduziert. In diesem MDR1-transduzierten Zellmodell wurde die Sensitivität gegen das MDR1-Substrat Vincristin durch Nutlin-3 stark erhöht. Am Durchflusszytomter zeigte sich in MDR1-exprimierenden Zellen durch Behandlung mit Nutlin-3 eine signifikant erhöhte intrazelluläre Akkumulation des fluoreszierenden MDR1-Substrates Rhodamin 123. In MDR1-negativen Zellen wurde dieser Effekt nicht beobachtet. Mit Hilfe des ATPase-Assays und Wash-Out-Kinetiken am Durchflusszytometer wurde die Frage geklärt, ob Nutlin-3 als Substrat oder als allosterischer Inhibitor für MDR1 fungiert. Die Ergebnisse beider Assays lassen den Schluss zu, dass Nutlin-3 ein Substrat für MDR1 darstellt. Nutlin-3 ist ein Racemat und wurde in allen Versuchen als solches verwendet. Das Enantiomer Nutlin-3a hemmt die MDM2-p53-Interaktion als aktives Enantiomer ca. 150-fach stärker als Nutlin-3b. Im letzten Schritt der vorliegenden Arbeit wurde Nutlin-3 in seine Enantiomere Nutlin-3a und Nutlin-3b aufgetrennt und beide Enantiomere wurden im Hinblick auf ihre Wirkung auf MDR1 untersucht. Dabei wurden keine Unterschiede zwischen den beiden Enantiomeren festgestellt. Nutlin-3a und Nutlin-3b interferieren demnach zu gleichen Teilen mit MDR1. Um den Einfluss von Nutlin-3 auf den ABC-Transporter MRP1 zu untersuchen, wurde mit zwei verschiedenen Zellmodellen gearbeitet. In beiden Zellmodellen zeigte sich, dass Nutlin-3 auch den MRP1-vermittelten Efflux der fluoreszierenden Substrate Rhodamin 123 und Calcein-AM inhibiert. Der Befund, dass Nutlin-3 mit der MDR1- und MRP1 vermittelten Chemoresistenz interferiert, ist neu und eine wichtige Information für die Bewertung der beginnenden klinischen Studien zur Untersuchung von Nutlin-3 als antitumorale Substanz.
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Selection of a highly invasive neuroblastoma cell population through long-term human cytomegalovirus infection
(2012)
- The human cytomegalovirus (HCMV) is suspected to increase tumour malignancy by infection of cancer and/or stroma cells (oncomodulation). So far, oncomodulatory mechanisms have been attributed to the presence of HCMV and direct action of its gene products on cancer cells. Here, we investigated whether the prolonged presence of HCMV can result in the irreversible selection of a cancer cell population with increased malignancy. The neuroblastoma cell line UKF-NB-4 was long-term (200 passages) infected with the HCMV strain Hi91 (UKF-NB-4Hi) before virus eradication using ganciclovir (UKF-NB-4HiGCV). Global gene expression profiling of UKF-NB-4, UKF-NB-4Hi and UKF-NB-4HiGCV cells and subsequent bioinformatic signal transduction pathway analysis revealed clear differences between UKF-NB-4 and UKF-NB-4Hi, as well as between UKF-NB-4 and UKF-NB-4HiGCV cells, but only minor differences between UKF-NB-4Hi and UKF-NB-4HiGCV cells. Investigation of the expression of a subset of five genes in different chronically HCMV-infected cell lines before and after virus eradication suggested that long-term HCMV infection reproducibly causes specific changes. Array comparative genomic hybridisation showed virtually the same genomic differences for the comparisons UKF-NB-4Hi/UKF-NB-4 and UKF-NB-4HiGCV/UKF-NB-4. UKF-NB-4Hi cells are characterised by an increased invasive potential compared with UKF-NB-4 cells. This phenotype was completely retained in UKF-NB-4HiGCV cells. Moreover, there was a substantial overlap in the signal transduction pathways that differed significantly between UKF-NB-4Hi/UKF-NB-4HiGCV and UKF-NB-4 cells and those differentially regulated between tumour tissues from neuroblastoma patients with favourable or poor outcome. In conclusion, we present the first experimental evidence that long-term HCMV infection can result in the selection of tumour cell populations with enhanced malignancy.
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Correlation from undiluted vitreous cytokines of untreated central retinal vein occlusion with spectral domain optical coherence tomography
(2013)
- Purpose: To correlate inflammatory and proangiogenic key cytokines from undiluted vitreous of treatment-naïve central retinal vein occlusion (CRVO) patients with SD-OCT parameters. Methods: Thirty-five patients (age 71.1 years, 24 phakic, 30 nonischemic) underwent intravitreal combination therapy, including a single-site 23-gauge core vitrectomy. Twenty-eight samples from patients with idiopathic, non-uveitis floaterectomy served as controls. Interleukin 6 (IL-6), monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1), and vascular endothelial growth factor (VEGF-A) levels were correlated with the visual acuity (logMar), category of CRVO (ischemic or nonischemic) and morphologic parameters, such as central macular thickness-CMT, thickness of neurosensory retina-TNeuro, extent of serous retinal detachment-SRT and disintegrity of the IS/OS and others. Results: The mean IL-6 was 64.7pg/ml (SD ± 115.8), MCP-1 1015.7 ( ± 970.1), and VEGF-A 278.4 ( ± 512.8), which was significantly higher than the control IL-6 6.2 ± 3.4pg/ml (P=0.06), MCP-1 253.2 ± 73.5 (P<0.0000001) and VEGF-A 7.0 ± 4.9 (P<0.0006). All cytokines correlated highly with one another (correlation coefficient r=0.82 for IL-6 and MCP-1; r=0.68 for Il-6 and VEGF-A; r=0.64 for MCP-1 and VEGF-A). IL-6 correlated significantly with CMT, TRT, SRT, dIS/OS, and dELM. MCP-1 correlated significantly with SRT, dIS/OS, and dELM. VEGF-A correlated not with changes in SD-OCT, while it had a trend to be higher in the ischemic versus the nonischemic CRVO group (P=0.09). Conclusions: The inflammatory cytokines were more often correlated with morphologic changes assessed by SD-OCT, whereas VEGF-A did not correlate with CRVO-associated changes in SD-OCT. VEGF inhibition alone may not be sufficient in decreasing the inflammatory response in CRVO therapy.
