CH720985B1 - Auslöser von oxidativem stress für triple-negative brustkrebszellen und pharmazeutische zusammensetzung zur synergistischen behandlung von triple-negativem brustkrebs - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart einen Auslöser von oxidativem Stress für triple-negative Brustkrebszellen und eine pharmazeutische Zusammensetzung zur synergistischen Behandlung von triple-negativem Brustkrebs. Die Wirkstoffe des Auslösers vom oxidativen Stress für triple-negative Brustkrebszellen umfassen ein Brusatol und ein Polydatin. Die Wirkstoffe der pharmazeutischen Zusammensetzung zur synergistischen Behandlung von triple-negativem Brustkrebs umfassen ein Brusatol und ein Polydatin. Die synergistische Behandlung von triple-negativem Brustkrebs mit Polydatin und Brusatol weist gute Behandlungseffekte und geringe Toxizität auf.

Description

TECHNISCHER BEREICH

[0001] Die vorliegende Erfindung gehört zum Gebiet der biomedizinischen Technologie, und betrifft insbesondere einen Auslöser von oxidativem Stress für triple-negative Brustkrebszellen und eine pharmazeutische Zusammensetzung zur synergistischen Behandlung von triple-negativem Brustkrebs.

STAND DER TECHNIK

[0002] Brustkrebs ist die häufigste Krebserkrankung bei Frauen weltweit, macht 24,3 % aller Krebserkrankungen bei Frauen aus, steht bei der krebsbedingten Sterblichkeit weltweit an fünfter Stelle und ist die häufigste krebsbedingte Todesursache bei Frauen. Beim triple-negativen Brustkrebs (En: Triple-negative breast cancer, abgekürzt als TNBC) handelt es sich um einen Brustkrebs, der die Expression von Östrogenrezeptoren, Progesteronrezeptoren und Rezeptoren des menschlichen epidermalen Wachstumsfaktors 2 (abgekürzt als HER2) fehlt, und der 15 bis 20 % aller Brustkrebsfälle ausmacht, aggressiv ist und eine hohe Sterblichkeitsrate aufweist. Derzeit sind chirurgische Resektion, Strahlentherapie und Chemotherapie immer noch die Hauptoptionen für die Behandlung von TNBC. Zu den häufig verwendeten Arzneimitteln gehören Platinmedikamente, Poly-ADP-Ribose-Polymerase-Inhibitoren, gezielte PI3K/AKT/mTOR-Inhibitoren und dergleichen. Sie leiden jedoch unter systemischer Toxizität, einer Anfälligkeit für Arzneimittelresistenzen und einer schlechten Prognose. Daher besteht weiterhin Bedarf an der Entwicklung effizienterer und weniger toxischer Verfahren zur Behandlung von TNBC.

[0003] In den letzten Jahren haben Naturprodukte sehr gute Anwendungsaussichten in der Krebsbehandlung, weil sie leicht erhältlich und kostengünstig sind, geringe Toxizität und Nebenwirkungen aufweisen, nicht zu Arzneimittelresistenzen neigen und eine hohe Wirksamkeit aufweisen. Polydatin (abgekürzt als PD) ist ein Bestandteil von Polygonum cuspidatum, stellt ein Glykosid von Resveratrol dar, verfügt über eine Vielzahl biologischer Funktionen einschließlich einer Thrombozytenaggregationshemmung, einer Oxidationsresistenz, eines Herzschutzes, einer Entzündungshemmung, einer Tumorhemmung sowie einer Immunregulation. Eine PI3K/AKT/mTOR-Signalachse ist bei TNBC häufig abnormal aktiviert und steht im Zusammenhang mit dem Auftreten und der Entwicklung von Tumoren sowie der Entwicklung einer Chemotherapieresistenz. Studien haben gezeigt, dass PD einen PI3K/AKT/mTOR-Weg von Gebärmutterhalskrebszellen hemmen kann, und dass PD auch die Proliferation von Kehlkopf- und Gebärmutterhalskrebszellen hemmen und die Apoptose von Tumorzellen induzieren, indem ein PDGF/AKT-Signalweg reguliert wird. Dabei erfolgt die Behandlung von Kehlkopfkrebs und Gebärmutterhalskrebs durch die Verabreichung von 50 mg/kg PD dreimal pro Woche über drei aufeinanderfolgende Wochen. In der Studie von Yaodong Chen et al. ist PD täglich in einer Dosis von 50 mg/kg zur Behandlung von Glioblastoma multiforme verabreicht; in der Studie von Tao Zhang et al. sind zur Behandlung von Brustkrebs PD und 2-Desoxyglucose kombiniert, die drei aufeinanderfolgende Wochen lang jeden zweiten Tag in einer Dosis von jeweils 100 mg/kg verabreicht sind. Bei diesen Behandlungsansätzen werden jedoch hohe Dosen und häufige Verabreichungen von PD eingesetzt, was zu hohen Behandlungskosten und einer hohen Arzneimitteltoxizität führt. Daher besteht weiterhin Bedarf an der Entwicklung kostengünstigerer und wenig toxischer TNBC-Behandlungsansätze.

[0004] Brucea javanica ist ein in der traditionellen chinesischen Medizin häufig verwendetes Medikament zur Tumorhemmung. Brusatol (abgekürzt als BRU) ist eine daraus extrahierte und gereinigte Quassinverbindung mit tumorhemmender, malariahemmender und entzündungshemmender Aktivität; seine krebshemmenden Wirkungen und Mechanismen wurde in zahlreichen Studien untersucht. In mehreren Studien wurde festgestellt, dass die krebshemmende Wirkung von BRU darin besteht, den Abbau von Nrf2 zu fördern und die Expression nachgeschalteter antioxidativer Gene zu hemmen, wodurch das Wachstum von Tumorzellen gehemmt wird. BRU kehrt durch das Hemmen von Nrf2 die Chemotherapieresistenz um, kann in Kombination mit Cisplatin und Gemcitabin mehrere Arten von Tumorzellen für Chemotherapeutika sensibilisieren und die Wirkung der Chemotherapie verstärken. In bestehenden Behandlungsstudien verwendeten Ruifan Yea et al. jeden zweiten Tag BRU in einer Dosis von 2 mg/kg vier aufeinanderfolgende Wochen lang zur Behandlung von Leberkrebs; Yun Yang et al. verwendeten 2 mg/kg BRU in Kombination mit Trastuzumab einmal täglich für eine Woche zur Behandlung von Brustkrebs; Yang Liu et al. verwendeten jeden zweiten Tag 2 mg/kg BRU drei aufeinanderfolgende Wochen lang zur Behandlung von nicht-kleinzelligem Lungenkrebs. Die oben genannten Behandlungsverfahren haben jedoch die Nachteile allgemeiner Wirksamkeit, hoher Kosten und hoher Toxizität. Daher sind wirksamere, kostengünstigere und weniger toxische Behandlungsansätze zur Behandlung von TNBC erforderlich.

INHALT DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG

[0005] Um die Mängel im Stand der Technik zu beheben, besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Auslöser von oxidativem Stress für triple-negative Brustkrebszellen und eine pharmazeutische Zusammensetzung zur synergistischen Behandlung von triple-negativem Brustkrebs bereitzustellen.

[0006] Die vorliegende Erfindung stellt einen Auslöser von oxidativem Stress für triple-negative Brustkrebszellen bereit, wobei Wirkstoffe des Auslösers vom oxidativen Stress ein Brusatol und ein Polydatin umfassen.

[0007] Weiter ist vorgesehen, dass das Molverhältnis vom Brusatol zum Polydatin des Auslösers vom oxidativen Stress 5:1 beträgt.

[0008] Weiter ist vorgesehen, dass der Auslöser vom oxidativen Stress einen oxidativen Stress in den triple-negativen Brustkrebszellen erhöht.

[0009] Die vorliegende Erfindung stellt auch eine pharmazeutische Zusammensetzung zur synergistischen Behandlung von triple-negativem Brustkrebs bereit, deren Wirkstoffe ein Brusatol und ein Polydatin umfassen.

[0010] Weiter ist vorgesehen, dass das Massenverhältnis vom Brusatol zum Polydatin der pharmazeutischen Zusammensetzung 25:1 beträgt.

[0011] Weiter ist vorgesehen, dass die pharmazeutische Zusammensetzung auch weitere pharmazeutisch verträgliche Hilfsstoffe umfasst.

[0012] Die vorliegende Erfindung haben folgende vorteilhafte Wirkungen:

[0013] Bei der vorliegenden Erfindung werden durch den Einsatz von Polydatin und Brusatol zur synergistischen Behandlung von triple-negativem Brustkrebs die Probleme der schlechten Behandlungseffekte und der starken Toxizität bei alleiniger Anwendung von Polydatin oder Brusatol gelöst, wodurch ein neuer Behandlungsansatz für eine hocheffiziente, kostengünstige und wenig toxische Behandlung vom triple-negativen Brustkrebs bereitgestellt wird. Das Polydatin in synergistischer Verbindung mit Brusatol hemmt durch die Erhöhung des intrazellulären ROS-Niveaus die Proliferation der triple-negativen Brustkrebszellen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0014] Fig. 1 zeigt die Veränderungen der Zellproliferationsfähigkeit, der intrazellulären ROS-Niveaus und die Messungen möglicher Regulierungsmechanismen der menschlichen Brustkrebszellen MDA-MB-231 nach der Behandlung mit BRU und PD. (A): Nach der Behandlung von MDA-MB-231-Zellen für 24, 48 und 72 Stunden ist die Lebensfähigkeit der Zellen mit CCK-8 gemessen. (B): Experimentelle Ergebnisse der synergistischen Wirkung von BRU und PD. (C und D): Nach 24-stündiger Behandlung von MDA-MB-231-Zellen ist die Durchflusszytometrie dazu verwendet, Veränderungen der intrazellulären ROS-Niveaus zu erfassen. Die dargestellten Daten stehen für Mittelwerte ± SD, und signifikante Unterschiede sind mithilfe der Zwei-Wege-ANOVA bestimmt. *, P < 0,05; ***, P < 0,001. (E): Nach 24-stündiger Behandlung von MDA-MB-231-Zellen ist WB dazu verwendet, Veränderungen im intrazellulären Nrf2-Expressionsniveau zu erfassen. Fig. 2 zeigt die Messung und den Vergleich des Tumorwachstums und -gewichts bei Nacktmäusen Balb/c. (A): Schematische Ansicht des experimentellen Programms. (B-D) Messung des subkutanen Tumorwachstums bei Nacktmäusen Balb/c. Das Tumorvolumen der Mäuse ist alle 7 Tage gemessen; nach der Tötung der Mäuse sind die Tumorgewebe gewogen und die Tumorgewichte jeder Gruppe verglichen. Die dargestellten Daten stehen für Mittelwerte ± SD, und signifikante Unterschiede sind mithilfe einer zweiseitigen T-Testanalyse und einer nichtparametrischen Testanalyse bestimmt. *, P < 0,05; **, P < 0,01. (E): Während des Experiments gab es keinen signifikanten Unterschied in der Körpergewichtsveränderungskurve der Mäuse zwischen der Verabreichungsgruppe und der Kontrollgruppe, wobei das Körpergewicht relativ stabil blieb, was darauf hinweist, dass die kombinierte Verabreichung der Arzneimittel eine geringe Toxizität aufweist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

[0015] Um die vorliegende Erfindung klarer zu verstehen, wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die folgenden Ausführungsbeispiele und beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Die Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Erläuterung und schränken die vorliegende Erfindung in keiner Weise ein. In den Ausführungsbeispielen sind die einzelnen rohen Reagenzmaterialien im Handel erhältlich, wobei es sich bei experimentellen Methoden ohne Angabe spezifischer Bedingungen um herkömmliche Methoden und Bedingungen, die in der Praxis bekannt sind, oder um Bedingungen handeln, die vom Gerätehersteller empfohlen sind.

Ausführungsbeispiel 1

[0016] Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde die synergistische Wirkung von PD mit BRU auf die TNBC-Zellproliferation und den intrazellulären oxidativen Stresszustand untersucht.

[0017] Die Experimente für Veränderungen der Zellproliferationsfähigkeit wurden in folgende Gruppen eingeteilt: Kontrolle (1‰ DMSO), BRU (20 nM), PD (100 nM), BRU (20 nM) + PD (100 nM). Für diese Gruppen wurden menschliche Brustkrebszellen MDA-MB-231, mit den jeweiligen Arzneimitteln in den einzelnen Gruppen behandelt, wobei CCK-8 dazu verwendet wurde, die Lebensfähigkeit der Zellen zur 24. Stunde, 48. Stunde und 72. Stunde zu messen. Die Ergebnisse sind in Abbildung A aus Fig. 1 dargestellt.

[0018] Durch eine Calcusyn-Software wird analysiert, ob PD und BRU synergistische Effekte aufweisen. Fünf Konzentrationen wurden festgelegt, nämlich BRU20, 40, 60, 80, 100 nM; PD 100, 200, 300, 400, 500 nM. Die von Chou und Talalay gemeinsam entwickelten und bei tumorhemmenden kombinierten Arzneimitteln weit verbreiteten quantitativen Methode der Arzneimittelkombinationseffekte, und zwar Chou-Talalay (Methode der mittleren Wirksamkeit), wurde verwendet. Und die Formel des gemeinsamen Wirkungsindex der beiden Verbindungen lautet: wobei: (D)1 - Die Konzentration einer ersten Verbindung, die erforderlich ist, um im Fall, in dem sich die erste Verbindung mit weiteren Verbindungen verbindet, einen X-Effekt zu erzeugen. (D)2 - Die Konzentration einer zweiten Verbindung, die erforderlich ist, um im Fall, in dem sich die zweite Verbindung mit weiteren Verbindungen verbindet, einen X-Effekt zu erzeugen. (Dx)1 - Die Konzentration der ersten Verbindung, die erforderlich ist, um bei alleiniger Verwendung der ersten Verbindung den X-Effekt zu erzeugen. (Dx)2 - Die Konzentration der zweiten Verbindung, die erforderlich ist, um bei alleiniger Verwendung der zweiten Verbindung den X-Effekt zu erzeugen.

[0019] Ein IC50-Wert der halben effektiven Dosis des Arzneimittels, der die Hemmungsrate (also einen in die Software eingegebenen Wirkungswert) darstellt, wurde anhand von OD-Werten, die im Fall, in dem das Arzneimittel allein oder in Kombination verwendet wird, bei verschiedenen Konzentrationen gemessen werden, berechnet. Die Konzentration des einzelnen Arzneimittels und des kombinierten Arzneimittels (also, der entsprechende Hemmungsratenwert) wurde in die Software eingegeben, um einen entsprechenden CI-Wert zu berechnen. Die Software erstellte automatisch ein Hemmungsrate (Fa)-Arzneimittelsynergieindex (CI-Wert)-Diagramm. Wenn der CI-Wert < 1 ist, zeigt dies an, dass zwischen den Verbindungen ein synergistischer Effekt besteht. Die Ergebnisse sind in Abbildung B aus Fig. 1 dargestellt. Und der CI-Wert ist <1, was darauf hinweist, dass PD und BRU einen synergistischen Effekt haben.

[0020] Die Experimente für Veränderungen der intrazellulären ROS-Niveaus sind in folgende Gruppen eingeteilt: Kontrolle, BRU (20 nM), PD (100 nM), BRU (20 nM) + PD (100 nM). Für diese Gruppen sind menschliche Brustkrebszellen MDA-MB-231, mit den jeweiligen Arzneimitteln in den einzelnen Gruppen behandelt. Nach 24 Stunden sind Veränderungen der intrazellulären ROS-Niveaus mittels der Durchflusszytometrie erfasst. Die Ergebnisse sind in Abbildungen C und D aus Fig. 1 dargestellt.

[0021] Die Experimente für Veränderungen der intrazellulären Nrf2-Expressionsniveaus sind in folgende Gruppen eingeteilt: Kontrolle, BRU (20 nM), PD (100 nM), BRU (20 nM) + PD (100 nM). Nach 24-stündiger Behandlung von MDA-MB-231-Zellen sind die Veränderungen der intrazellulären Nrf2-Expressionsniveaus durch WB erfasst. Die Ergebnisse sind in Abbildung E aus Fig. 1 dargestellt.

[0022] Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass PD mit BRU zusammenarbeiten kann, um durch das Hemmen der Expression des intrazellulären antioxidativen Gens Nrf2 das ROS-Niveau in TNBC-Zellen zu erhöhen, wodurch die Zellproliferation bis zu einem gewissen Grad gehemmt wird und damit das Tumorwachstum gehemmt wird.

Ausführungsbeispiel 2

[0023] Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wurden zunächst menschliche Brustkrebszellen MDA-MB-231 (5×106) subkutan in Nacktmäuse Balb/c injiziert, um ein subkutanes Tumormodell zu etablieren. Anschließend wurde eine intraperitoneale Injektion durchgeführt, und eine Aufteilung in eine Kontrollgruppe (Ctrl) und eine Versuchsgruppe erfolgte. Die Kontrollgruppe bezieht sich auf PBS mit 1 % DMSO und die Versuchsgruppe bezieht sich auf PD (50 mg/kg). PD (25 mg/kg) kombiniert mit BRU (1 mg/kg) wurde im Abstand von sieben Tagen verabreicht. Basierend auf dem Tumorwachstum wurden insgesamt drei Verabreichungen durchgeführt, und zwar Verabreichung an den Tagen 45, 52 und 59 in Fig. 2A. Das Tumorwachstum der Mäuse wurde überwacht und das Tumorvolumen wurde in Abständen von sieben Tagen gemessen. Schließlich wurden die Mäuse getötet, und das Tumorgewebe wurde entfernt und gewogen. Die Ergebnisse sind in Fig. 2 dargestellt.

[0024] Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass PD mit BRU zusammenarbeiten kann, um durch die Verbesserung der Arzneimittelwirksamkeit und die Verringerung der Arzneimitteltoxizität das Wachstum von TNBC zu hemmen, wobei die kombinierte Verabreichung von Arzneimitteln zu einer geringen Toxizität führt.

[0025] Offensichtlich sind die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele nur Beispiele zur klaren Erläuterung und sollen die Ausführungsformen nicht einschränken. Der Durchschnittsfachmann kann auf der Grundlage der obigen Beschreibung weitere Änderungen bzw. Modifikationen in unterschiedlicher Form vornehmen. Es ist nicht notwendig und unmöglich, hierin alle Ausführungsformen erschöpfend aufzulisten. Die daraus abgeleiteten offensichtlichen Änderungen bzw. Modifikationen liegen immer noch im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.

Claims (6)

1. Verwendung von Brusatol und Polydatin, die synergistisch als Auslöser von oxidativem Stress wirken, bei der Herstellung von Arzneimitteln zur Behandlung von triple-negativem Brustkrebs.

2. Verwendung von Brusatol und Polydatin nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Molverhältnis vom Brusatol zum Polydatin 5:1 beträgt.

3. Verwendung von Brusatol und Polydatin nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslöser vom oxidativen Stress einen oxidativen Stress in den triple-negativen Brustkrebszellen erhöht.

4. Pharmazeutische Zusammensetzung zur synergistischen Behandlung von triple-negativem Brustkrebs, dadurch gekennzeichnet, dass Wirkstoffe der pharmazeutischen Zusammensetzung aus einem Brusatol und einem Polydatin bestehen.

5. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenverhältnis vom Brusatol zum Polydatin 25:1 beträgt.

6. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die pharmazeutische Zusammensetzung auch weitere pharmazeutisch verträgliche Hilfsstoffe umfasst.