Induktion von Apoptose und Proliferationshemmung durch epigenetische Modulatoren in humanen Pankreaskarzinomzellen in vitro und in vivo

Hintergrund: Tumorsuppressorgene werden häufig durch DNA-Methylierung und Histonazetylierung auf epigenetischer Ebene inaktiviert. Wir haben den Einfluss des DNA-Methyltransferase-Inhibitors Zebularin und des Histondeazetylase-Inhibitors SAHA auf Proliferation, Apoptose, Promotormethylierung und Differenzierungsstatus humaner Pankreaskarzinomzellen in vitro und in vivo untersucht.

Methoden: Die humanen Pankreaskarzinomzelllinien YAP C, DAN G und Panc–1 wurden mit Zebularin und SAHA alleine oder in Kombination inkubiert. Proliferations- und Apoptoserate wurden nach 24 bis 120h bestimmt. mRNA, genomische DNA und Gesamtprotein wurden zu den entsprechenden Zeitpunkten isoliert um die Methylierung des p16-Promotors sowie die Expression von PDX–1, Cytokeratin 7 und 20, Chromogranin A, Vimentin, bax und bcl–2 zu bestimmen. Im subkutanen Xenotransplantationsmodell wurden die Effekte von SAHA und Zebularin nach 1 bzw. 2 Wochen immunhistologisch, proteinchemisch und durch quantitative RT-PCR untersucht.

Ergebnisse: Die Apoptoserate stieg zeit- und dosisabhängig nach Inkubation mit den Einzelsubstanzen an und konnte durch Kombination weiter gesteigert werden. Die Hypermethylierung des p16-Promotors konnte durch Zebularin-Behandlung in Panc–89 aufgehoben werden. Beide Substanzen induzierten die Expression von bax und führten zu einer phänotypischen Stabilisierung (vermehrte Expression von CK7). In vivo konnte durch die Behandlung mit Zebularin das Xenotransplantat-Wachstum gestoppt werden.

Schlussfolgerungen: 1) Die epigenetische Modulation durch DNA-Methyltransferaseinhibitoren und Histondeacetylaseinhibitoren induziert Apoptose in humanen Pankreaskarzinomzellen in vitro und verlangsamt das Wachstum von Xenotransplantaten in vivo. 2) Die Kombiantion von SAHA und Zebularin verstärkte diese Effekte bereits in niedrigeren Konzentrationen. 3) Zebularin hebt die Hypermethylierung des p16-Promotors auf. 4) Beide Substanzen führen zu einer phänotypischen Stabilisierung, wodurch ein besseren Ansprechung auf konventionelle Chemotherapeutika erzielt werden könnte.

Keywords: DNMT, Epigenetik, HDAC, Pankreaskarzinom, SAHA, Zebularin