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126. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie

Deutsche Gesellschaft für Chirurgie

28.04. - 01.05.2009, München

Inhibition der Dihydroorotat-Dehydrogenase mit Leflunomid bzw. seinem aktiven Metaboliten A771726 führt zur Proliferationshemmung von Pankreaskarzinom-Zellen in vitro sowie zur Reduktion der Tumorvolumina im SCID-Maus-Modell in vivo

Meeting Abstract

  • corresponding author C. Dietz - Universitätsklikum Giessen und Marburg, Standort Marburg, Klinik für Visceral-, Thorax-, und Gefäßchirurgie
  • J.S. Becker - Institut für Theoretische Chirurgie, Marburg
  • S. Hennig - Institut für Theoretische Chirurgie, Marburg
  • V. Welter - Institut für Theoretische Chirurgie, Marburg
  • I. Celik - Institut für Theoretische Chirurgie, Marburg
  • D.K. Bartsch - Universitätsklikum Giessen und Marburg, Standort Marburg, Klinik für Visceral-, Thorax-, und Gefäßchirurgie

Deutsche Gesellschaft für Chirurgie. 126. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie. München, 28.04.-01.05.2009. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2009. Doc09dgch11239

DOI: 10.3205/09dgch097, URN: urn:nbn:de:0183-09dgch0970

Published: April 23, 2009

© 2009 Dietz et al.
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Einleitung: Die Dihydroorotat-Dehydrogenase (DHODH) nimmt als einziges mitochondrial lokalisiertes Enzym eine Schlüsselfunktion in der Pyrimidinbiosynthese ein. Leflunomid wird seit vielen Jahren in der Therapie der rheumatoiden Arthritis angewandt. Durch hepatische Metabolisation (Ringspaltung) entsteht der aktive Metabolit und DHODH-Inhibitor A771726. Die Inhibition dieses Enzyms führt zu einer Verarmung des Nukleotidpools an UMP, zu einer verminderten T-Zell-Proliferation und dadurch zur Reduktion des inflammatorischen Prozesses.Ziel der vorliegenden Untersuchung war es daher, Leflunomid und seinen aktiven Metaboliten A771726 bezüglich der antiproliferativen Wirkung auf die Pankreaskarzinom-Zelllinien (AsPC-1 und BxPC-3) und auf makrovaskuläre Endothelzellen (HUVEC) in vitro und in vivo (SCID-Maus-Modell) zu untersuchen.

Material und Methoden: SCID-Mäusen wurden 5 Millionen Zellen/Maus der Pankreaskarzinom-Zelllinie (BxPC-3) subkutan implantiert. Bei einer Tumorgröße von durchschnittlich 100 mm3 erfolgte die Randomisierung. Die Tiere der 5 Therapiegruppen erhielten 5 mg/kgKG Leflunomid (Gruppe 1), 10 / 5 / 2,5 mg/kgKG A771726 (Gruppe 2 / 3 / 4). Mäuse der Placebogruppe erhielten PBS (Gruppe 5). Die Applikation erfolgte durch intraperitoneale Injektion (i.p.). Die Tumorvolumina wurden alle 3 Tage mit einer Schieblehre ermittelt und das Experiment beendet, nachdem sich das Tumorvolumen in der Placebogruppe auf 1000 mm3 verzehnfacht hatte. Paraffinschnitte der Tumore wurden immunhistochemisch auf Mikrogefäßdichte (MVD; CD31), Proliferation (Ki-67) und Apoptose (TUNEL) untersucht. In vitro erfolgte die Quantifizierung der antiproliferativen Wirkung auf Tumorzellen (AsPC-1 und BxPC-3) und HUVEC durch Ermittlung der halbmaximalen inhibitorischen Konzentration (IC50) im Zellkulturversuch (Proliferationsassays).

Ergebnisse: In vivo fand sich in den vier Therapiegruppen eine Verminderung des Tumorvolumens um 45% (Gruppe 1), 67% (2), 50% (3) und 54% (4). Die Unterschiede zur Placebo-Gruppe waren in der Gruppe 2 signifikant (p < 0,01).Die immunhistochemische Analyse der Mikrogefäßdichte (MVD, Mittelwert ± Standardabweichung) ergab 6,4 ± 1,1 (Gruppe 1), 6,8 ± 0,9 (2); 7,5 ± 1,3 (3); 7,8 ± 1,2 (3) und 8,5 ± 1,8 (5). Die Unterschiede zur Placebogruppe waren in den Gruppen 1 und 2 signifikant.Die in vitro mittels Proliferationsassays ermittelten IC50 betrugen für A771726 bei AsPC-1, BxPC-3 und HUVEC 63, 79 und 2,34 µM; für Leflunomid 400, 301 und 23 µM.

Schlussfolgerung: In den vorliegenden Untersuchungen fanden wir dosisabhängige inhibitorische Effekte auf das Tumorwachstum. Die immunhistochemischen Analysen zeigten eine signifikante Reduktion der MVD. Die aufgrund der Pharmakokinetik bereits vermutete höhere Effizienz des aktiven Metaboliten A771726 gegenüber dem Prodrug Leflunomid konnte in vivo bestätigt werden.In den in vitro-Versuchen war Leflunomid aufgrund der nicht vorhandenen hepatischen Metabolisation zwar deutlich schwächer wirksam als A771726, aber nicht unwirksam. Gegenüber beiden Substanzen zeigten die makrovaskulären Endothelzellen (HUVEC) eine um mehr als 20-fach erhöhte Empfindlichkeit.Die ermittelten halbmaximalen Wirkstoffkonzentrationen sind in vivo erreichbar.Die in diesem Versuch erreichte Hemmung des Tumorwachstums stimmt optimistisch. Eine Überprüfung des Therapieerfolges in anderen Tumormodellen, Folgeversuche zur optimalen Dosisfindung sowie Kombinationsversuche mit anderen Therapeutika erscheinen angezeigt.