Summary

폐 선 암 세포에서 생체 외에서 2 단계 복용량 단계적 확대 절차와 EGFR TKI와 만난 TKI 듀얼 저항 설정

Published: August 11, 2017
doi:

Summary

EGFR TKI와 암 세포에서 메트로 TKI 듀얼 저항을 설정 하기 위한 생체 외에서 방법을 설명 합니다. 이 방식은 메트로 증폭 EGFR TKI 치료에도 불구 하 고 질병의 진행을 전시 EGFR 돌연변이와 환자에 대 한 치료를 개발 하는 데 유용 합니다. 그것은 또한 다른 분자를 대상으로 하는 저 해제에 대 한 수정할 수 있습니다.

Abstract

약은 암 치료에 주요 도전 이다. 저항 sublines에 체 외에서 의 세대는 발견이 문제를 극복 하기 위해 새로운 메커니즘이 필요 합니다. 여기, 표 피 성장 인자 수용 체 (EGFR)에 듀얼-저항을 설정 하기 위한 2 단계 복용량 단계적 확대 방법-티로신 키 니 아 제 억제제 (TKI), gefitinib, 그리고 메트로 TKI, PHA665752, 설명. 이 메서드는 간단한 기반 유도 대 한 억제제의 stepwise 복용량 확대 인수 셀 라인에 저항. 저항 sublines를 생성 하기 위한 대체 방법을 한 단계에서 억제 물의 높은 농도에 세포를 노출 포함 됩니다. Stepwise 복용량 에스컬레이션 메서드는 높은 성공적으로 유도의 가능성이이 방법 보다는 저항을 취득. EGFR 활성화 변이 EGFR TKI와 치료에 대 한 응답의 biomarkers 비 작은 세포 폐 암 (NSCLC) 항구이 돌연변이 대 한 적용 된 첫 줄 치료. 그러나, 효과적인 응답의 보고서에도 불구 하 고 EGFR TKI 사용 제한 된다 종양 저항을 필연적으로 취득 하기 때문에. EGFR TKI 저항 뒤에 주요 메커니즘 게이트 키퍼 사이트, EGFR의 exon 20에에서 T790M 및 메트로의 우회 신호에 보조 돌연변이 포함합니다. 따라서,이 문제에 대 한 잠재적인 솔루션 EGFR TKI와 메트로 TKI의 조합 것입니다. 이 결합 된 치료 생체 외에서 연구 모델에서 효과적 이기 위하여 보였다. 인수 gefitinib 저항 메트로 증폭을 통해 gefitinib의 stepwise 복용량 확대 하 여 12 개월, 고 셀 라인 PC-9MET1000 라는 이전 연구에서 생성 된. 추가 획득된 메트로 TKI와 EGFR TKI 메커니즘을 조사 하기 위해 저항, 메트로 TKI PHA665752, 12 개월 gefitinib 존재 stepwise 복용량 단계적 확대와 이러한 셀에 관리 되었다. 이 프로토콜도 성공적으로 설정할 다른 억제 물 분자에 인수 저항 조합 요법의 수에 대 한 적용 되었습니다.

Introduction

표 피 성장 인자 수용 체 (EGFR)에 종양 돌연변이 비 작은 세포 폐암 (NSCLC) 환자의 일부에서 발견 되며이 질병1,2의 중요 한 예측 생체. EGFR 돌연변이 가장 일반적으로 활성화 이러한 엑손 19에에서는 프레임 삭제 (delE746-A750) 또는 교체 신 exon 21 (L858R)의 codon 858에서 아르기닌 EGFR 티로신 키 니 아 제 도메인3,4점 돌연변이로 발생 합니다. EGFR 티로신 키 니 아 제 억제제 (TKIs)와 치료는 EGFR 돌연변이 품고 NSCLC 환자에 대 한 임상적으로 효과적인 치료. 그러나,이 치료는 gefitinib 등 erlotinib EGFR TKIs 저항의 피할 수 없는 인수에 의해 제한 됩니다. 가장 일반적인 획득된 저항 EGFR TKI gefitinib (erlotinib) 저항을 취득 하는 환자의 약 60%에서 검색 된 EGFR의 exon 20에서에서 보조 T790M 돌연변이 통해 발생 합니다. EGFR TKIs 인수 저항와 관련 된 다른 분자 메커니즘은 활성화 우회 신호 메트로 증폭, 작은 세포 폐 암 및 상피-엽 전환5,6의 변화에 의해 발생. 수용 체 메트로 유전자 인코딩 hepatocyte 성장 인자는 dysregulatedin 많은 종양, 중요 한 후보로 타겟 요법7,8될 것으로 보고 되었습니다.

EGFR TKIs를 인수 저항 극복을 위한 전략 이제 임상 평가 겪고 있다. 전 임상 및 임상 연구 osimertinib와 같은 3 세대 EGFR 억제제는 T790M 돌연변이9환자에 대 한 효과적으로 나타났습니다. 또한, 메트로 증폭 EGFR 돌연변이 암의 성장 EGFR 및 메트로 TKIs6,10결합된 치료에 의해 저해 수 있습니다. Gefitinib erlotinib를 인수 저항을 가진 환자에서 메트로 EGFR 억제제의 조합을 평가 하는 임상 시험11지금 진행 되 고 있다.

화학요법 에이전트에 저항을 취득된의 분자 메커니즘 연구, 셀 라인 처음 반응 억제제 하는 이러한 억제제와 지속적으로 처리 됩니다. 두 가지 방법 셀 라인에 인수 저항을 설정할 수 있습니다. Stepwise 복용량 단계적 확대, 하나 이며 다른 고 농도 노출 됩니다. Stepwise 에스컬레이션 메서드는 더 일반적으로 사용 되었다, 더 높은 성공률을가지고 있기 때문에. 세포는 처음 억제제, 거의 절반 최대한 억제 농도 (IC50) 값의 10 분의 낮은 농도에 노출 하 고 대상 농도 달성 될 때까지 농도 10-30%로 점차 증가 다음. 고 농도 노출 방법은 노출 셀 부모 세포는 거의 완전히 사망 이므로 IC50 값 보다 더 많은 문화 매체에 억제제의 마지막 복용량을 포함 한다. 이 고 농도 노출 메서드는 단계적 확대 방법 보다 훨씬 낮은 성공률.

이전 연구에서 EGFR TKI와 메트로 TKI 결합된 치료 체 외에 시스템에 효과적일 표시 했다. 인수는 EFGR TKI, gefitinib, 저항 메트로-증폭, 함께 12 개월에 대 한 단계적 확대를 통해 고 따라서, PC-9MET1000 라는 gefitinib 저항 셀 라인 생성된12이었다.

여기에 제시 된 프로토콜은 EGFR TKI, gefitinib, 그리고 메트로 TKI, PHA665752 듀얼 저항 NSCLC PC 9 EGFR 돌연변이 세포를 얻기 위해 2 단계 복용량 단계적 확대 절차 (그림 1). 이 방법은 인수 설정에 대 한 셀 라인에 저항은 비교적 쉽게 수행, 높은 성공률. 다른 분자 대상 약물 및 세포 독성 대리인 뿐만의 억제제와 응용 프로그램에 대 한 설명된 프로토콜을 수정할 수 있습니다.

Protocol

1. 설정 Gefitinib 내성 세포 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium 브 로마 이드 (MTT) 분석 결과 의해 초기 gefitinib 농도 결정 합니다. PC-9 셀 성장 매체에 문화 (RPMI-1640 매체 10% 1 S 항생제 (페니실린: 100 U/mL와 스: 100 µ g/mL)), 37 ° c.에 5% CO2 배양 기에서 1.0 × 105 셀/mL를 사용 하는 자동화 된 셀 ( 재료의 표참조) 카운터에 성장 매체;를…

Representative Results

이 원고에 제시 하는 프로토콜의 개요는 그림 1, 2 단계 복용량 에스컬레이션 절차에 의해 PC-9 셀에 gefitinib 및 PHA665752 획득 듀얼-저항 유도 포함 한에 표시 됩니다. 그림 2 gefitinib 증가 농도 부모의 PC-9 셀의 확산에 있는 감소를 보여준다. 이 복용량 단계적 확대 절차 수행 후 PC-9 셀 gefitinib에 민감한 되었다 나타냅니다. <strong class=…

Discussion

여기에 설명 된 프로토콜 인수 듀얼-저항 2 단계 복용량 에스컬레이션 메서드 시험관을 사용 하 여 암 세포에의 설립을 위해 사용할 수 있습니다. 많은 연구 논문 PC-9 셀 T790M EGFR 돌연변이15,16통해 EGFR TKI gefitinib (erlotinib) 저항 개발을 보고 있다. 그러나, 우리가 검색 하지 못했습니다 T790M 돌연변이 우리의 PC 9MET1000 셀의 exon 20에서에서 직접 연속 (<st…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

우리는 그들의 사려깊은 의견 및 유용한 조언, 분자 종양학 연구소 그리고를 통해 그들의 영어 편집 Editage의 구성원 감사. 이 작품에서 교육, 문화, 스포츠, 과학 및 기술 일본의 사립 대학 (2012-2016 년) 전략 연구 재단에 대 한 문 부 과학성 지원 프로그램에 의해 지원 되었다. 도입한 가마타 Boehringer 인 겔 하 임 (인 겔 하 임, 독일)에서 연구 자금 (2015-2016 년)을 받았다.

Materials

RPMI-1640 Wako 189-02025 with L-Glutamine and Phenol Red
CellTiter 96 Promega G4100 Non-Radioactive Cell Proliferation Assay
FBS gibco 26140-079
Pen Strep gibco 15140-163
gefitinib Selleck S1025 stocked 10 mM/EMSO at -20ºC
PHA665752 Selleck S1070 stocked 10 mM/EMSO at -20ºC
96-well plate IWAKI 860-096 flat bottom with lid, low evaporation type
TC10 Automated Cell Counter BIO RAD #1450010
CellTiter 96 Non-Radioactive Cell Proliferation Assay Promega G4100 Dye Solution and Solubilization/Stop Solution
Powerscan HT microplate reader BioTek
GraphPad Prism v.5.0 software GraphPad Inc.
PC-9 Riken BioResource Center RCB4455
P100 dish FALCON 353003

References

  1. Lynch, T. J., et al. Activating mutations in the epidermal growth factor receptor underlying responsiveness of non-small-cell lung cancer to gefitinib. N Engl J Med. 350 (21), 2129-2139 (2004).
  2. Paez, J. G., et al. EGFR mutations in lung cancer: correlation with clinical response to gefitinib therapy. Science. 304 (5676), 1497-1500 (2004).
  3. Pao, W., et al. EGF receptor gene mutations are common in lung cancers from “never smokers” and are associated with sensitivity of tumors to gefitinib and erlotinib. Proc Natl Acad Sci U S A. 101 (36), 13306-13311 (2004).
  4. Mitsudomi, T., et al. Mutations of the epidermal growth factor receptor gene predict prolonged survival after gefitinib treatment in patients with non-small-cell lung cancer with postoperative recurrence. J Clin Oncol. 23 (11), 2513-2520 (2005).
  5. Sequist, L. V., et al. Genotypic and histological evolution of lung cancers acquiring resistance to EGFR inhibitors. Sci Transl Med. 3 (75), 75ra26 (2011).
  6. Engelman, J. A., et al. MET amplification leads to gefitinib resistance in lung cancer by activating ERBB3 signaling. Science. 316 (5827), 1039-1043 (2007).
  7. Schmidt, L., et al. Novel mutations of the MET proto-oncogene in papillary renal carcinomas. Oncogene. 18 (14), 2343-2350 (1999).
  8. Olivero, M., et al. Novel mutation in the ATP-binding site of the MET oncogene tyrosine kinase in a HPRCC family. Int J Cancer. 82 (5), 640-643 (1999).
  9. Janne, P. A., et al. AZD9291 in EGFR inhibitor-resistant non-small-cell lung cancer. N Engl J Med. 372 (18), 1689-1699 (2015).
  10. Bean, J., et al. MET amplification occurs with or without T790M mutations in EGFR mutant lung tumors with acquired resistance to gefitinib or erlotinib. Proc Natl Acad Sci U S A. 104 (52), 20932-20937 (2007).
  11. . NCT02468661 – ClinicalTrials.gov Available from: https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02468661 (2017)
  12. Yamaoka, T., et al. Acquired Resistance Mechanisms to Combination Met-TKI/EGFR-TKI Exposure in Met-Amplified EGFR-TKI-Resistant Lung Adenocarcinoma Harboring an Activating EGFR Mutation. Mol Cancer Ther. 15 (12), 3040-3054 (2016).
  13. Mosmann, T. Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays. J Immunol Methods. 65 (1-2), 55-63 (1983).
  14. Cifone, M. A., Fidler, I. J. Correlation of patterns of anchorage-independent growth with in vivo behavior of cells from a murine fibrosarcoma. Proc Natl Acad Sci U S A. 77 (2), 1039-1043 (1980).
  15. Ercan, D., et al. Amplification of EGFR T790M causes resistance to an irreversible EGFR inhibitor. Oncogene. 29 (16), 2346-2356 (2010).
  16. Ogino, A., et al. Emergence of epidermal growth factor receptor T790M mutation during chronic exposure to gefitinib in a non small cell lung cancer cell line. Cancer Res. 67 (16), 7807-7814 (2007).
  17. Ando, K., et al. Enhancement of sensitivity to tumor necrosis factor alpha in non-small cell lung cancer cells with acquired resistance to gefitinib. Clin Cancer Res. 11 (24 Pt 1), 8872-8879 (2005).
  18. Suda, K., et al. Reciprocal and complementary role of MET amplification and EGFR T790M mutation in acquired resistance to kinase inhibitors in lung cancer. Clin Cancer Res. 16 (22), 5489-5498 (2010).
  19. Shien, K., et al. Acquired resistance to EGFR inhibitors is associated with a manifestation of stem cell-like properties in cancer cells. Cancer Res. 73 (10), 3051-3061 (2013).
  20. Sagawa, Y., et al. Establishment of three cisplatin-resistant endometrial cancer cell lines using two methods of cisplatin exposure. Tumour Biol. 32 (2), 399-408 (2011).
  21. Ritter, C. A., et al. Human breast cancer cells selected for resistance to trastuzumab in vivo overexpress epidermal growth factor receptor and ErbB ligands and remain dependent on the ErbB receptor network. Clin Cancer Res. 13 (16), 4909-4919 (2007).
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Yamaoka, T., Ohba, M., Arata, S., Ohmori, T. Establishing Dual Resistance to EGFR-TKI and MET-TKI in Lung Adenocarcinoma Cells In Vitro with a 2-step Dose-escalation Procedure. J. Vis. Exp. (126), e55967, doi:10.3791/55967 (2017).

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