Combination effect of the agonistic TRAIL receptor- antibodies HGS-ETR 1 and HGS-ETR2 and radiotherapy in several tumor cell lines in vitro

Hintergrund: Normalgewebstoxizität und Resistenzmechanismen stellen immer noch ein großes Problem moderner Tumortherapiekonzepte dar. Durch Kombination verschiedener Therapieansätze und durch den Einsatz von Agenzien, die gezielt ein bestimmtes fehlgesteuertes Protein der Tumorzelle angreifen ("molecular targeting"), hofft man dieses Problem zu lösen. Ziel dieser Arbeit war es die Kombinationswirkung der agonistischen TRAIl (TNF-related apoptosis-inducing Ligand) –Rezeptor- Antikörper HGS-ETR 1 und HGS-ETR 2 und Bestrahlung zu untersuchen. Material und Methoden: Die Apoptose-Induktion nach Kombinationsbehandlung mit den TRAIl-Rezeptor-Antikörpern HGS-ETR1 und/ oder HGS-ETR2 (0,01, 0,1 und 1,0 mg/ml) wurde durch Auszählung unter dem Fluoreszenzmikroskop und Westernblotanalyse evaluiert. Es wurden die Zelllinien HCT 15, Colo 205, Du 145, HCT 116,HCT 15 und NCI H 460 verwendet. Die Bedeutung von Bax für die Kombinationswirkung von Bestrahlung und agonistischen Antikörpern wurde mit Hilfe von Bax-defizienten Zelllinien von Du 145 und HCT 116 untersucht. Die Auswirkung der Kombinationsbehandlung auf das Überleben von klonogenen Tumorzellen wurde mittels Koloniebildungstests untersucht. Ergebnis: HGS-ETR1 und HGS-ETR2 induzierten Apoptose dosis-abhängig, und steigerten in Kombination mit Bestrahlung die Apoptoserate deutlich. Der agonistische Effekt von Bestrahlung und Antikörper-Behandlung scheint zumindest teilweise Bax-abhängig zu sein. Schlussfolgerung: Die Kombination von agonistischen TRAIL-Antikörpern und Bestrahlung stellt einen viel versprechenden Therapieansatz dar. Klinische Studien zur Wirksamkeit der Kombinationsbehandlung im Rahmen eines translationalen Behandlungskonzepts sollen nun folgen.Background: Normal tissue toxicity and resistance mechanisms are still great problems in modern anti-cancer treatment strategies. Combination of several treatment strategies and molecular targeting are promising approaches to resolve these problems. Aim of this thesis was the investigation of combined treatment with the agonistic TRAIL (TNF-related apoptosis-inducing Ligand) receptor antibodies HGS-ETR-1 and HGS-ETR 2 and ionizing radiation. Material and Methods: Induction of apoptosis after combined treatment with TRAIL receptor antibodies HGS-ETR1 and/or HGS-ETR2 (0.01, 0.1, 1.0 mg/ml) and irradiation with 2, 5 or 10 Gy was determined by fluorescence microscopy and Western blot analysis of caspase-8 and PARP. Induction of apoptosis after combined treatment was determined in HCT 15, Colo 205, Du 145, HCT 116,HCT 15 and NCI H 460 cells The importance of Bax for the interaction of irradiation and agonistic antibody treatment was assessed by using Bax deficient cell lines of HCT 116 and Du 145. Clonogenic assays were performed to examine the effect of combined treatment on clonogenic survival of tumor cells. Results: HGS-ETR1 and HGS-ETR2 induced apoptotic cell death in a dose-dependent fashion and significantly increased cell death in combination with irradiation in vitro when compared to either irradiation or antibody treatment alone. The efficacy of the combined treatment seems to be at least partially Bax-dependent. Conclusion: Combination of agonistic TRAIl receptor antibodies and radiotherapy is a promising new therapeutic approach in the field of molecular targeted multi-modality anticancer therapy. Now clinical trails have to show its efficacy within translational treatment strategies