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71. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Neurochirurgie (DGNC)
9. Joint Meeting mit der Japanischen Gesellschaft für Neurochirurgie

Deutsche Gesellschaft für Neurochirurgie (DGNC) e. V.

21.06. - 24.06.2020

Inhibition of the PI3K but not the MEK/ERK pathway sensitises human glioma cells to alkylating drugs

Inhibierung von PI3K, jedoch nicht der MEK/ERK Pathway sensitivieren humane Gliome bezüglich alkylierender Therapeutika

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Marco Timmer - Universitätsklinikum Köln, Klinik für Neurochirurgie, Köln, Deutschland
  • Bodo Haas - Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM), Bonn, Deutschland
  • Veronika Klinger - Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM), Bonn, Deutschland; Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM), Bonn, Deutschland
  • Christina Keksel - Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM), Bonn, Deutschland; Hochschule Kaiserslautern, Kaiserslautern, Deutschland
  • Daniela Kiefer - Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM), Bonn, Deutschland; Hochschule Kaiserslautern, Kaiserslautern, Deutschland
  • Julia Caspers - Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM), Bonn, Deutschland; Technische Hochschule Köln, Leverkusen, Deutschland
  • Julia Walther - Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM), Bonn, Deutschland; Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM), Bonn, Deutschland
  • Maria Wos-Maganga M - Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM), Bonn, Deutschland
  • Sandra Weickhardt - Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM), Bonn, Deutschland
  • Roland Frötschl - Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM), Bonn, Deutschland
  • Niels Eckstein - Hochschule Kaiserslautern, Kaiserslautern, Deutschland

Deutsche Gesellschaft für Neurochirurgie. 71. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Neurochirurgie (DGNC), 9. Joint Meeting mit der Japanischen Gesellschaft für Neurochirurgie. sine loco [digital], 21.-24.06.2020. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2020. DocV181

doi: 10.3205/20dgnc177, urn:nbn:de:0183-20dgnc1773

Veröffentlicht: 26. Juni 2020

© 2020 Timmer et al.
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Gliederung

Text

Objective: Intrinsic chemoresistance of glioblastoma (GBM) is frequently owed to activation of the PI3K and MEK/ERK pathways. These signaling cascades are tightly interconnected,however, the quantitative contribution of both to intrinsic resistance is still not clear. Here, we aimed at determining the activation status of these pathways in human GBM biopsies and cells and investigating the quantitative impact of both pathways to chemoresistance.

Methods: Receptor tyrosine kinase (RTK) pathways in temozolomide (TMZ) treatment naive or TMZ resistant human GBM biopsies and GBM cells were investigated by proteome profiling and immunoblotting of a subset of proteins. Resistance to drugs and RTK pathway inhibitors was assessed by MTT assays. Apoptotic rates were determined by Annexin V staining and DNA damage with comet assays and immunoblotting.

Results: We observed substantial activation of the PI3K and MEK/ERK pathways in both groups. However, AKT and CREB phosphorylation was reduced in biopsies of resistant tumors while ERK phosphorylation remained unchanged. Subsequent proteome profiling revealed that multiple RTKs and downstream targets are also activated in three GBM cell lines. We then systematically describe a mechanism of resistance of GBM cell lines and human primary GBM cells to the alkylating drugs TMZ and cisplatin. No specific inhibitor of the upstream RTKs sensitized cells to drug treatment. In contrast, we were able to restore sensitivity to TMZ and cisplatin by inhibiting PI3K in all cell lines and in human primary GBM cells. Interestingly, an opposite effect was observed when we inhibited the MEK/ERK signaling cascade with two different inhibitors.

Conclusion: Temozolomide treatment naive and TMZ resistant GBM biopsies show a distinct activation pattern of the MEK/ERK and PI3K signaling cascades indicating a role of these pathways in resistance development. Both pathways are also activated in GBM cell lines, however, only the PI3K pathway seems to play a crucial role in resistance to alkylating agents and might serve as drug target for chemosensitization.