Targeting IGF-BP2 and 5 with the bispecific antisense oligodeoxynucleotide OGX-225 in chemoresistant bladder cancer W. Jäger, T. Hayashi, J. Ischia, C. Janssen, S. Awrey, L. Fazli, M.E. Gleave, J.W. Thüroff and P.C. Black. Hintergrund: IGF-Signaltransduktion Liganden: • Isulin • Insulin-like growth Faktoren (IGF-1, IGF-2) Rezeptoren: • Insulinrezeptoren (INSR) • IGF1-Rezeptor (IGF1R) • IGF2-Rezeptor (IGF2R) • IGF-Bidungsproteine (IGF-BP 1-6) Modulation der IGF Signaltransduktion Hintergrund: IGF-BPs in BCA • IGF-BP3: Expression(Serum) = günstiger Prognostikator Shariat S.F. et al., Urology 2003 • IGF-BP2/BP3: Expression(Gewebe) = ungünstiger Prognostikator Miyake H. et al., BJUI 2005 • IGF-BP5: Expression (Gewebe) = ungünstiger Prognostikator Liang P. et al., J Clin Pathol. 2013 IGF-BP2 und -5 : Ungünstiger Krankheitsverlauf IGF-BP3 : Günstiger Krankheitsverlauf Patientendaten: TMA miBCA (n=74) P value 0.1796 95%CI of ratio -0.01679 to 1.033 P value 0.0123 95%CI of ratio 1.290 to 2.331 IGF-BP3 95%CI of ratio 0.1890 to 0.8165 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0, 1 2, 3 Percent survival Percent survival 95%CI of ratio 0 1000 2000 3000 4000 5000 IGF-BP5 0.8019 to 3.253 95%CI of ratio 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0, 1 2, 3 Percent survival IGF-BP2 P value 0.5896 95%CI of ratio 0.1666 to 1.180 0 days Multivariate Analyse: 1000 2000 3000 days 4000 5000 Färbungsintensität 0.3899 to 1.708 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0, 1 2, 3 0 1000 2000 3000 days 4000 5000 Chemoresitente Zelllinien wt (5.35) CDDP (29.49) 253JBV log wt T24 wt (1.34) Gem. (1.37) CDDP (0.49) CDDP (10.3) Gem. (2.46) log log wt (0.28) Wt Gem. (0.30) UM-UC3 (0.02) (0.04) CDDP (0.02) CDDP (5.92) Gem. (27.93) log log Chemoresitente Zelllinien: Expression von IGF-BP2 • mRNA Relative Expression (verglichen mit WT) 253JBV • Protein T24 UM-UC3 Zelllinien: Expression von IGF-BP2 unter Chemotherapie CDDP (μM) WT CDDP RES 0 2.5 5 10 0 2.5 5 10 BP2 VIN 253JBV BP2 VIN T24 WT GEM (μM) 0 2.5 5 10 BP2 VIN GEM RES 0 2.5 5 10 UM-UC3 Überexpression von IGF-BP2 in chemoresistenen Klonen passagere Streßreaktion k Zielung auf IGF-BP2 und -5: OGX-225 ASO (Antisense-Oligonukleotide): Zielung auf mRNA. Drei potentielle Regionen mit 100% Übereinstimmung auf IGF-BP2 und IGF-BP5 mRNA. OGX-225 IGF-BP5 NM_000599 IGF-BP2 NM_000597 IGF-BP5 NM_000599 IGF-BP2 NM_000597 Behandlung mit OGX-225: Downregulierung von IGF-BP2 WT Scr (nM) OGX-225 (nM) Scr (nM) OGX-225 (nM) Gemcitabine res. Scr (nM) OGX-225 (nM) Relative Expression (verglichen mit WT.OF) T24 Cisplatin res. WT Relative Expression (verglichen mit WT.OF) UC3 Scr (nM) Cisplatin res. OGX-225 (nM) Scr (nM) OGX-225 (nM) Gemcitabine res. Scr (nM) OGX-225 (nM) Behandlung mit OGX-225: Downregulierung von IGF-BP2 Behandlung mit OGX-225: Apoptose-Marker UM-UC3 WT SCR OGX225 Chemo IGFBP2 PARP Cl PARP C3 Cl C3 ACTB - + - UM-UC3 CDDP SCR OGX225 + - + - UM-UC3 GEM SCR OGX225 + - + - + OGX-225 treatment: Downstream-Effektoren Behandlung mit OGX-225: Proliferation/Viabilität WT Cisplatin res. Gemcitabine res. WT Cisplatin res. Gemcitabine res. Relative Einheiten (verglichen mit OF) T24 Relative Einheiten (verglichen mit OF) UC3 Behandlung mit OGX-225: Analyse des Zellzyklus (sub-G1) WT Cisplatin res. Gemcitabine res. WT Cisplatin res. Gemcitabine res. Sub-G1 (% der gesamten Zellzahl) T24 Sub-G1 (% der gesamten Zellzahl) UC3 Überexpression von IGF-BP2: UM-UC3 mock IGFBP2+ 3.5 IGFBP2 IGFBP2 3 2.5 2 1.5 1 Vinc 0.5 0 UC3 mock UC3 IGFBP2+ Überexpression von IGF-BP2: UM-UC3 UC3 Mock SCR OGX225 Chemo IGFBP2 PARP Cl PARP C3 Cl C3 VINC - + - UC3 BP2+ SCR OGX225 + - + - + Behandlung mit OGX-225: in vivo IGF-BP2 Expression in Xenograft-Tumoren Lumineszens (Photonen/sec) Staining intensity T24 (CDDP) OGX-225 Scr Zeit (Tage) Lumineszens (Photonen/sec) Relative mRNA-Expression UM-UC3 (Gem.) OGX-225 Zeit (Tage) Scr Zusammenfassung • Bedeutung der IGF-Signaltransduktion im BCA • Beteiligung der IGF-Signaltransduktion an der Ausbildung von Chemoresistenzen beteiligt • Vermehrte Expression von IGF-BP2 and IGF-BP5 in chemoresistenten Zellklonen • Wirksame Behandlung der chemoresistenten Zellklone mit OGX-225 Präklinischer proof-of-principle für eine neuartige Behandlungsstrategie des chemoresistenten BCA