In Vitro Drug Sensitivity Test in the Individualized Anti-Cancer Chemotherapy

A malignus betegségben szenvedők kezelési eredményeinek további javítása a jövőben a terápia agresszivitásának növelése helyett egyre inkább az egyénre szabott, individualizált terápiától várható. A daganatos betegségek ugyanis sokkal heterogénebbek annál, ahogy azt a jelenlegi terápiás besorolásuk tükrözi. Az in vitro gyógyszerérzékenységi vizsgálatok segítségével meghatározott hatásos citosztatikumok alkalmazása javíthatja a betegség kimenetelét. Az EBV által indukált lymphoproliferatív betegségek kemoterápiájára leggyakrabban non-Hodgkin lymphoma protokollokat alkalmaznak és nincsenek erre a betegségcsoportra specifikusan kiválasztott citosztatikumok. Mivel a lymphoblastoid sejtvonalak (LCL) a poszttranszplantációs lymphoproliferatív betegség (PTLD) jó in vitro modelljéül szolgálhatnak, 17 LCL sejtvonal in vitro gyógyszerérzékenységét vizsgáltuk. Az élő és elpusztult sejtek pontos számát automatizált lézer konfokális fluoreszcens mikroszkóp segítségével határoztuk meg. Az LCL-ek eredetüktől függetlenül nagyon hasonló gyógyszerérzékenységi mintázatot mutattak a 29 gyakran használt citosztatikummal szemben. Az LCL-ek kifejezetten érzékenynek bizonyultak vincristinnel, methotrexattal, epirubicinnel és paclitaxellel szemben. Eredményeink felvetik annak a lehetőségét, hogy a PTLD kezelésére használt kemoterápiás protokollokban az epirubicin és paclitaxel alkalmazása indokolt lehet. Meghatároztuk 28 gyakran alkalmazott citosztatikum esetében az NK sejtek ölőképességére kifejtett hatást. Azt találtuk, hogy a következő citosztatikumok csökkentették az NK sejtek tumorsejt ölő képességét azok életképességének csökkenése nélkül: vinblastin, paclitaxel, docetaxel, cladribin, chlorambucil, bortezomib, MG-132. Más gyógyszerek viszont az in vivo maximálisan elérhető gyógyszerdózisnál magasabb értékek esetén sem befolyásolták az NK sejtek ölőképességét. Eredményeink arra utalnak, hogy az aszparagináz, a bevacizumab, a bleomycin, a doxorubicin, az epirubicin, az etopozid, az 5-fluorouracil, a hydroxyurea, a streptozocin és a 6-mercaptopurin hatásosoan kombinálhatók az NK sejt-alapú adjuváns immunterápiával. MTT tesztet alkalmazva vizsgáltuk a G-CSF hatását a leukémiás sejtek daunorubicin érzékenységére. A KG-1 myeloid leukémiás sejtek G-CSF előkezelését követően a sejtek daunorubicinnel szembeni rezisztenciája kifejezett növekedést mutatott. Ez az AML és a gyermekkori ALL adjuváns terápiájaként alkalmazott G-CSF használatának kockázatára hívja fel a figyelmet. Értekezésemben az in vitro gyógyszerérzékenységi teszt klinikai alkalmazásának néhány módját kívántam bemutatni. A ritka malignus betegségekben és az előrehaladott tumoros betegségekben - az esetek kis száma miatt – nem állnak rendelkezésünkre multicentrikus randomizált tanulmányokkal alátámasztott hatásos kemoterápiás protokollok. Az in vitro gyógyszerérzékenységi teszt alkalmazása ezen daganatos betegségek esetében új citosztatikum megválasztásában, hatásos protokollok kifejlesztésében nyújthat segítséget. ----- The survival of patients with malignant diseases can be increased in the future using a more individualized therapy. Malignancies are more heterogenous in their drug sensitivity than they are rated into different subgroups for cytostatic treatment. Using of effective drugs determined by in vitro drug sensitivity test might result in a better clinical outcome. The most frequently used chemotherapy regimes originate from the non-Hodgkin lymphoma protocols and there are no specific cytotoxic drugs that would have been specifically selected against EBV induced lymphoproliferative disorders. As lymphoblastoid cell lines (LCLs) are well established in vitro models for posttransplant lymphoproliferative disorders (PTLD), we have assessed 17 LCLs for cytotoxic drug sensitivity. The precise number of living and dead cells was determined using a custom made automated laser confocal fluorescent microscope. Independently from their origin, LCLs showed very similar drug sensitivity patterns against 29 frequently used cytostatic drugs. LCLs were highly sensitive for vincristine, methotrexate, epirubicin and paclitaxel. Our data suggest that the inclusion of epirubicin and paclitaxel into chemotherapy protocols against PTLD may be justified. We characterized the effect of 28 frequently used chemotherapeutic agents on the capacity of NK cells to kill target cells. We found that treatment of NK cells with the following drugs: vinblastine, paclitaxel, docetaxel, cladribine, chlorambucil, bortezomib, MG-132 effectively inhibited NK mediated killing, without affecting the viability of NK cells. On the other hand we found drugs that permitted efficient NK-mediated killing even at concentrations comparable to or higher than the maximally achieved therapeutic concentration in vivo, in humans. We suggest that these drugs could be combined effectivelly with NK based adjuvant immunotherapy: asparaginase, bevacizumab, bleomycin, doxorubicin, epirubicine, etoposide, 5-fluorouracil, hydroxyurea, streptozocin and 6-mercaptopurine. Using MTT assay we also investigated how G-CSF might influence the sensitivity of leukemic cells to daunorubicin induced cell death.. After pretreatment of KG-1 leukaemic cells with G-CSF a moderate increase in the resistance of the cells to daunorubicin could be observed. This may draw attention to the risk of G-CSF application as an adjuvant therapy of AML and childhood ALL. In this thesis the author wanted to show possibble ways to use the in vitro drug sensitivity assay for the clinical practice. In some patients where no effective protocols proved by multicentric randomized studies are available, in case of rare malignant diseases or in advanced tumors our new in vitro drug sensitivity assay may give a good possibility to develop novel cytostatic protocols against these malignancies.Ph