Inhibition of the kinase Wee1 - Cytotoxic mechanisms and autoprotection by the tumor suppressor p53

Die Kombination Wee1 Inhibitor MK-1775 und Gemcitabin kann sowohl Krebszellen in vitro, als auch Xenografts in Mausen effizient abtoten, aber der molekulare Mechanismus dieser wirkungsvollen Kombination wurde bislang nicht vollstandig aufgeklart. Unsere Ergebnisse zeigen, das MK-1775 nicht nur die Wee1 Aktivitat blockiert, sondern zudem die Aktivierung des ATR / Chk1-Signalwegs in Gemcitabin-behandelten Zellen in einer Cdk1-abhangigen Weise reduziert. Diese Ergebnisse legen nahe, dass Wee1 Inhibitoren nicht nur dazu in der Lage sind, Zellzyklus-Checkpoints zu ubergehen, sondern zudem auch replikativen Stress erhohen und die Chemosensitivitat gegenuber Nukleosidanaloga durch Reduktion der DNA damage response verstarken. Jedoch limitiert die erhebliche Toxizitat von MK-1775 sowohl in praklinischen als auch in klinischen Studien seinen Anwendungsbereich stark. Mehr als 50% aller malignen Tumoren tragen eine Mutation im TP53-Gen. Wir konnten unter Verwendung des p53-MDM2-Antagonisten Nutlin-3a einen selektiven Schutz fur p53-Wildtyp-Zellen gegen die zytotoxischen Wirkungen von Wee1-Inhibitoren herstellen. Die Vorbehandlung von p53-Wildtyp-Zellen mit Nutlin-3a bewirkt eine transiente Arretierung im Zellzyklus bei G1/S. Nutlin-3a-vorbehandelte, transient arretierte Zellen zeigen ein verbessertes Uberleben gegenuber der Kombination aus dem Wee1-Inhibitor MK- 1775 und Gemcitabin. Die Nutlin-3a-Vorbehandlung reduziert sowohl die DNA damage response als auch die Caspasen-Aktivierung in einer p53-abhangigen Weise. MDM2-Antagonisten konnen daher selektiv p53-kompetente Zellen gegen die zytotoxischen Wirkungen von Wee1- Inhibitoren schutzen, insbesondere wenn sie mit einer S-phasenspezifischen Substanz wie dem Nukleosidanalogon Gemcitabin kombiniert werden. Dieser Ansatz konnte helfen, Nebenwirkungen von Wee1-Hemmstoffen in der klinischen Anwendung fur Patienten zu verringern oder ganz zu vermeiden.