The microRNA-200 family and FDA approved drugs as inhibitors of tumour extravasation through the blood vessel endothelium

Die Nützlichkeit von zweidimensionalen (2D) Monolayer Zell-Kulturmodellen ist, aufgrund der fehlenden Strukturarchitektur, begrenzt. 3D-Aggregate, wie mehrzellige Tumorsphäroide, überwinden diese Einschränkungen und spiegeln Arzneimittelempfindlichkeit und Strahlungsbeständigkeit wie in vivo wieder und werden auch als ein wertvolles Instrument für Wirkstoff-Screening gehandhabt. Hinzu kommt, dass die Co-Kultivierung von Krebszellen Sphäroiden mit Endothelzellen die Untersuchung von Mechanismen der Tumor Intra- / Extravasation und mögliche Interventionsstrategien ermöglicht. Ein validierter quantitativer Assay wurde verwendet, um die, von Tumor Sphäroiden ausgelöste, Retraktion der Endothelzellen (circular chemorepellent induzierte Defekte - "CCID" - Test) zu messen und somit das maligne Potenzial der CRC Sphäroiden, gebildet von CCL227 (SW620) Zellen oder 102 durch den 5-FU resistenten Subklon CCL227-R, zu studieren. Der Erwerb von Medikamentenresistenz ist ein komplexer Prozess, der hochgradig die Genexpression auf genetischer und epigenetischer Ebene verändert und auf das Zellverhalten wirkt, wie zum Beispiel epitheliale zu mesenchymale Transition (EMT) und erhöhte Zellmigration. Mitglieder der microRNA-200 (miR-200) Familie wirken als regulatorische Moleküle zur Unterdrückung von EMT und Migration. Bei miR-200a, miR-200b, miR-200c, miR-141 und miR-429 wurde gezeigt, dass diese in Exosomen von naiven CRC-Zellen eingekapselt werden und anschließend von angrenzenden lymphendothelial Zellen (LECs) aufgenommen werden. Diese Untersuchung zeigt, dass miR-200 den Migrationsphänotyp unterdrückt und die Expression von Mitgliedern der ZEB Transkriptionsfaktoren Familie (ZEB1, ZEB2, SNAI und TWIST; Expression von SLUG war unterhalb der Nachweisgrenze) in BECs inhibiert. Daher verstärkt die miR-200 Familie von naiven CRC Sphäroide die BEC-Barriere und wirkt teilweise als Antagonist von 12(S)-HETE (sekretiert von CCL227 Zellen), welches endothelial Retraktion und CCID Formation verstärkt. Die resistenten CCL227-R Zellen verlieren, Berichten zufolge, die Expression von miR200, wodurch sich die Plastizität der BECs erhöht und zu starker CCID Bildung führt. Daher kann die Metastasenbildung nicht nur als ein aktiver Prozess der malignen Zelle, sondern auch als Manipulation und vorübergehende Übernahme der endothelialen Barriere verstanden werden. CRC Sphäroide beeinflussen die Integrität der BEC und LEC Barrieren gleich, was mit der Beobachtung übereinstimmt, dass CRC in die Leber (via Blutbahn) oder Lymphknoten (via Lymphbahnen) gleicherweise metastasiert. Die Behandlung mit spezifischen Inhibitoren zeigt, dass das Durchbrechen der BEC Barriere die Aktivitäten der Lipoxygenasen 12/15, NF-κB und Cytochrom P450 beinhaltet. Die Hemmung dieser Mechanismen ist entscheidend, um die Tumorprogression zu schwächen. Derzeit gibt es keine Therapien, die spezifisch Tumor-Intravasation angreifen. Medikamente zeigen oft Aktivitäten gegen Krankheiten, für die sie nicht entwickelt worden sind. Um Präparate zu finden, welche die CCID Bildung hemmen wurden Arzneimittel getestet welche von der US „Food and Drug Administration“ (FDA) zugelassen wurden, da diese leicht zugänglich für die Patienten sind, und gezeigt, dass zumindest einer der oben genannten Mechanismen gehemmt wurde. Ketotifen und Carbamazepin waren die stärksten CCID-Hemmer, gefolgt von Isoxsuprin, Vinpocetin und Acetohexamid. Die Wirkung dieser Medikamente war im CCL227-R Modell reduziert, während Fenofibrat im naiven 103 CCL227-N und resistenten CCL227-R Modell ähnlich aktiv war. Bemerkenswert ist, dass Guanfacin und Nifedipin nur im resistenten CCL227-R Modell Aktivitäten zeigten. Die Flavonoide Apigenin und Hispidulin, die ähnlich sind wie Baicalein und wesentliche Bestandteile pharmakologischer Pflanzen sind, waren im naiven und resistenten Modell gleich effektiv, aber weniger wirksam als Baicalein. Der HDAC-Inhibitor Mocetinostat, von dem berichtet wurde, die Expression spezifischer miRs zu induzieren und welcher in klinischen Versuchen getestet wird, hemmt deutlich die CCID Bildung, wie auch der HDAC-Inhibitor Sulforaphan. Daher gibt es in der Tat Medikamente, die das, durch Tumor erzwungene, Durchbrechen der Blut Endothelbarriere in vitro schwächen und auch Pflanzenbestandteile die dazu beitragen können, Tumorprogression zu verhindern