EP2744915A1 - Verwendung von ccne2 als stratifikationsmarker bei der behandlung von brusttumoren mit neuen pan-cdk-inhibitoren - Google Patents

Verwendung von ccne2 als stratifikationsmarker bei der behandlung von brusttumoren mit neuen pan-cdk-inhibitoren

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Publication number
EP2744915A1
EP2744915A1 EP12766598.2A EP12766598A EP2744915A1 EP 2744915 A1 EP2744915 A1 EP 2744915A1 EP 12766598 A EP12766598 A EP 12766598A EP 2744915 A1 EP2744915 A1 EP 2744915A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
determined
treatment
cyclin
nci
expression level
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12766598.2A
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French (fr)
Inventor
Gerhard Siemeister
Philip Groth
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Bayer Intellectual Property GmbH
Original Assignee
Bayer Intellectual Property GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP2744915A1 publication Critical patent/EP2744915A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • C12Q1/6883—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for diseases caused by alterations of genetic material
    • C12Q1/6886—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for diseases caused by alterations of genetic material for cancer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/574—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for cancer
    • G01N33/57484—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for cancer involving compounds serving as markers for tumor, cancer, neoplasia, e.g. cellular determinants, receptors, heat shock/stress proteins, A-protein, oligosaccharides, metabolites
    • G01N33/57496—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for cancer involving compounds serving as markers for tumor, cancer, neoplasia, e.g. cellular determinants, receptors, heat shock/stress proteins, A-protein, oligosaccharides, metabolites involving intracellular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2600/00—Oligonucleotides characterized by their use
    • C12Q2600/158—Expression markers

Definitions

  • CC E2 as a stratification marker in the treatment of breast tumors with new pan-CDK inhibitors
  • the invention relates to the use of CCNE2 as a stratification marker in the treatment of breast tumors with novel pan-CDK inhibitors
  • the eukaryotic cell division cycle ensures the duplication of the genome and its distribution to the daughter cells by undergoing a coordinated and regulated sequence of events.
  • the cell cycle is divided into four consecutive phases: the Gl phase represents the time before DNA replication in which the cell grows. In the S phase, the cell replicates its DNA, and in the G2 phase, it prepares for entry into mitosis. In mitosis (M phase), the replicated DNA is separated and cell division is performed.
  • CDKs cyclin-dependent kinases
  • CDK / Cyc pairs are active in the different phases of the cell cycle.
  • important CDK / Cyc pairs are, for example, CDK4 (6) / CycD, CDK2 / CycE, CDK2 / CycA, CDK1 / CycA and CDK1 / CycB.
  • the activities of the CDK4 (6) / CycD and CDK2 / CycE complexes drive the entry of a cell into the cell cycle and undergo the "restriction point" which marks the independence of a cell from further growth signals to complete the initiated cell division ,
  • a number of control mechanisms ensure the orderly course of cell division phases and the correct distribution of the duplicated genetic material to the daughter cells.
  • the activity of the CDKs is influenced by inhibitory proteins, such as p21, p16, or p27, and the expression and degradation of the cyclins are regulated.
  • the proteins of the spindle assembly checkpoint ensure correct attachment of the spindle apparatus to the duplicated chromosomes during the mitosis phase of the cell division cycle and ensure a correct distribution of the chormosomes on the daughter cells.
  • Key proteins of the spindle assembly checkpoint are MAD1, MAD2, BUBI, BUBR1, TTK (Mps-1) and cdc20. In human cells, there are two isoforms of the MAD2 protein, MAD2L1 and MAD2L2 (MAD2B).
  • CDK inhibitors have been in clinical development for more than 10 years, no biomarkers have yet been described that allow predicting a patient's response to CDK inhibitor therapy. Such stratification markers allow targeted therapy of those patients who are likely to benefit from CDK inhibitor therapy. In addition, the probability of success of clinical trials increases by stratification markers.
  • WO2010 / 046035 discloses particularly effective pan-CDK inhibitors of the formula (I)
  • X is -O- or -NH-
  • R 1 is a methyl, ethyl, propyl or isopropyl group
  • R 2 and R 3 independently of one another are hydrogen, a methyl or ethyl group, and R is a C 1 -C 6 -alkyl group or a C 3 -C 7 -cycloalkyl ring,
  • a C 1 -C 6 -alkyl group is to be understood as meaning in each case a straight-chain or branched alkyl radical, such as, for example, a methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec. Butyl, tert. Butyl, pentyl, isopentyl or a hexyl radical.
  • a straight-chain or branched alkyl radical such as, for example, a methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec. Butyl, tert. Butyl, pentyl, isopentyl or a hexyl radical.
  • a C3-C7-cycloalkyng is to be understood as meaning a cyclopropyl-cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl or cycloheptyl ring.
  • X may be -O- or -NH-.
  • X is -0-.
  • R 1 may represent a methyl, ethyl, propyl or isopropyl group.
  • R 1 is a methyl group.
  • R 2 and R 3 may independently represent hydrogen, a methyl or ethyl group.
  • R 2 and R 3 independently represent hydrogen or a methyl group.
  • R 2 is a methyl group and R 3 is hydrogen or a methyl group.
  • R 4 may represent a Ci-C ö -Alkyhest or a C3-C7 cycloalkyl.
  • R 4 is a methyl or ethyl group or a cyclopropyl ring.
  • R 4 is a methyl or ethyl group or a cyclopropyl ring.
  • R 4 is a compound (2R, 3R) -3 - ⁇ [2 - ⁇ [4- (R -cyclopropylsulfonimidoyl) phenyl] amino ⁇ -5- (trifluoromethyl) pyrimidin-4-yl] oxy ⁇ butan-2-ol ( Compound A).
  • the object of the present invention is, for the pan-CDK inhibitors of WO2010 / 046035, especially for (2R, 3R) -3 - ⁇ [2 - ⁇ [4- (S-cyclopropylsulfonimidoyl) phenyl] amino ⁇ -5- (trifluoromethyl) pyrimidin-4-yl] oxy ⁇ butan-2-ol (Compound A ) to find a stratification marker.
  • CCNE2 is suitable as a stratification marker for human breast tumor cells in the treatment with the new pan-CDK inhibitors of WO2010 / 046035, in particular in the treatment with the compound A and is able to predict the sensitivity.
  • the method according to the invention comprises a determination of the CCNE2 expression as a marker for the sensitivity of tumor cells or of tumors to the treatment with a CDK inhibitor.
  • a quantitative determination is preferably carried out, the expression level of CCNE2 being determined at the nucleic acid level and / or at the protein level in the tumor tissue or in tumor cells and optionally compared with the expression level in the surrounding normal tissue.
  • the expression level of CCNE2 can be determined by standard methods. In a preferred embodiment, a determination at the nucleic acid level, e.g. a determination of the amount of transcript performed.
  • quantitative determinations of nucleic acid level CCNE2 expression may include hybridization with labeled for CCNE2-specific probes, nucleic acid amplification reactions, gene-chip hybridizations, and / or transcript sequencing. Preferred determination methods are quantitative PCR or real-time PCR. Protein level quantitative determinations may include immunological detection methods using anti-CCNE2 antibodies, for example in Western blot or ELISA format.
  • the sample in which CCNE2 expression is to be determined can be derived, for example, from a cell culture or an organism, eg a mammal, in particular a human, but also from an experimental animal. Particularly preferably, a determination is carried out on a sample which originates from a culture of tumor cells, in particular of human tumor cells, or from a tumor patient, in particular a human patient or a test animal for tumor research.
  • the sample may originate from the tumor itself or from detached tumor cells, eg circulating tumor cells from body fluids, eg blood.
  • the method according to the invention for therapy selection (therapy decision, stratification) in the treatment of a patient can be used in the context of a therapy method.
  • the method according to the invention can be used in the treatment of an experimental animal in the context of the identification or / and characterization of new active substances.
  • the method can be carried out in a cell culture, for example in the context of screening processes.
  • the method includes one or more determinations.
  • a determination of the expression of CCNE2 in a sample of the cell culture or organism to be tested is performed prior to the initial administration of the CDK inhibitor.
  • This assay was used for the following cell lines: MCF 10A, SK-BR-3, MCF7, HCT 116, HT-29, SW480, Caco-2, MIAPaCa-2, DU145, PC3, HeLa, Caki2, 786-0, A -375, NCI-H460, NCI-H69, NCI-H1975, A549.
  • Cultured human tumor cells (originally purchased from the ATCC, HeLa-MaTu and HeLa-MaTu-ADR, originally obtained from Epo GmbH, Berlin) were in a density of 1000 to 5000 cells / measurement point, depending on the growth rate of the cell line in a 96 -Hole multi-well plate in 200 ⁇ growth medium (DMEM / HAMS F12, 2 mM L-glutamine, 10% fetal calf serum) plated.
  • DMEM / HAMS F12, 2 mM L-glutamine, 10% fetal calf serum 200 ⁇ growth medium
  • the cells of one plate were stained with crystal violet (see below), while the medium of the other plates by fresh culture medium (200 ⁇ ), the test substances in various concentrations (0 ⁇ , and in the range - 30 ⁇ , the final concentration of the solvent dimethylsulfoxide was 0.5%) were added replaced.
  • the cells were incubated for 4 days in the presence of the test substances.
  • the cell proliferation was determined by staining the cells with crystal violet: The cells were fixed by adding 20 ⁇ measuring point of a 1 l% glutaraldehyde solution for 15 min at room temperature. After washing the fixed cells three times with water, the plates were dried at room temperature.
  • This assay was used for the following cell lines: KPL-1, MDA-MB-453, Hs 578T, MDA-MB-231, MCF 10A, MDA-MB-468, ZR-75-1, T ⁇ 7D, MDA-MB -435s, DL 475, BT-20, BT-474, EVSA-T, BT-549, NCI-H460, NCI-H810, NCI-H441, NCI-H1838, NCI-H69, NCI-H2030, NCI-H358, NCI-H1793, NCI-H1048, SK-MES-1, NCI-H2347, NCI-H1975, A549, NCI-H23, NCI-H2170, NCI-H2228, NCI-H661, NCI-H1703, NCI-H1581, NCI H226, NCI-H1563, NCI-H522, ChaGo-K-1, NCI-H1437. Inhibition of cell proliferation by Compound A was determined
  • This assay was used to determine the relative level of mRNA in the tumor cell lines used.
  • RNA concentration was determined by measuring the optical density at 260 and 280 nm.
  • a quality control of the RNA was performed on an Agilent Bioanalyzer. For further analysis, only RNA with a ratio of 28S / 18S rRNA greater than 1.0 was used.
  • RNA samples were used for the synthesis of double-stranded cDNA using the One-Cycle cDNA Synthesis Kit (Affymetrix) in the presence of a T7-01igo (dT) 24 DNA oligonucleotide primer according to the manufacturer's instructions.
  • the cDNA was purified using the Affymetrix GeneChip Sample Cleanup module.
  • the purified cDNA was then transcribed in vitro using the GeneChip IVT labeling kit (Affymetrix) in the presence of biotinylated ribonucleotides to give biotin-labeled cRNA.
  • the labeled cRNA was then purified using the GeneChip Sample Cleanup Module (Affymetrix).
  • the labeled cRNA was quantified by measuring the optical density at 260 and 280 nm and subjected to a quality control on the Agilent Bioanalyzer.
  • the array was then scanned at 570 nm using a confocal laser scanner (GeneChip-3000 Scanner, Affymetrix) and converted to quantitative single values (1 value per signal, 40 individual values per gene) using the Affymetrix GeneChip software.
  • the individual values were combined into one value per gene using an implementation of the Affymetrix MAS5 algorithm from Genedata REFINER®.
  • the procedure is repeated using three microarrays (replicates) for each of the cell lines.
  • the resulting individual values of all genes and replicates were normalized to the median of all values.
  • Each value per gene and replicate was then summarized by calculation of the harmonic mean to a value per gene and cell line.
  • the Pearson correlation coefficient between gene and test substance was calculated for all cell lines.
  • Compound A was tested in the cell lines of Table 1, which exemplify the indicated sub-indications.
  • Table 2 listed 62 genes that encode proteins that have a regulatory function in the human body
  • CDK1 983 cyclin-dependent kinase 1
  • CDK2 1017 cyclin-dependent kinase 2
  • CDK3 1018 cyclin-dependent kinase 3
  • CDK4 1019 cyclin-dependent kinase 4
  • CDK6 1021 cyclin-dependent kinase 6
  • CDK7 1022 cyclin-dependent kinase 7
  • CDKN2C 1031 cyclin-dependent kinase inhibitor 2C (pI8)
  • CDKN3 1033 cyclin-dependent kinase inhibitor 3
  • MAD1L1 8379 MAD1 mitotic arrest deficient-like 1
  • Table 3 shows the results from the proliferation assays.
  • NCI-H810 non-small cell lung carcinoma 9.01
  • NCI-H661 non-small cell lung carcinoma 53.1
  • NCI-H1563 non-small cell lung carcinoma
  • NCI-H1437 non-small cell lung carcinoma
  • Table 4 shows the relative mRNA levels of the 62 cell cycle regulatory genes in the 51 cell lines studied in affymetrix gene-chip hybridization studies. Tab. 4
  • the sensitivity of 51 human tumor cell lines to compound A was determined in proliferation assays.
  • the calculated IC50 values were correlated with the relative mRNA levels of 62 cell cycle regulatory proteins determined in independent genechip hybridization studies (Affymetrix technology).
  • Genes for which statistically significant correlations (P ⁇ 0.05) were found within the breast tumor cell lines are summarized in Table 5.
  • the correlation coefficients and significances were calculated using Microsoft Excel 2003 and SigmaStat 3.0.
  • FIG. 1 Graphical representation of the sensitivity of the human breast tumor cell lines to the
  • Compound A is determined to be IC 50 [nM] in proliferation assays against the relative mRNA level of the CCNE2 gene.
  • the solid line represents the correlation line.

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Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung von CCNE2 als Stratifikationsmarker bei der Behandlung von Brusttumoren mit neuen pan-CDK-Inhibitoren der Formel (I).

Description

Verwendung von CC E2 als Stratifikationsmarker bei der Behandlung von Brusttumoren mit neuen pan-CDK-Inhibitoren
Die Erfindung betrifft die Verwendung von CCNE2 als Stratifikationsmarker bei der Behandlung von Brusttumoren mit neuen pan-CDK-Inhibitoren
Der eukaryote Zellteilungszyklus stellt die Duplikation des Genoms und seine Verteilung auf die Tochterzellen sicher, indem er eine koordinierte und regulierte Abfolge von Ereignissen durchläuft. Der Zellzyklus wird in vier aufeinanderfolgende Phasen eingeteilt: die Gl Phase repräsentiert die Zeit vor der DNA-Replikation in der die Zelle wächst. In der S Phase repliziert die Zelle ihre DNA, und in der G2 Phase bereitet sie sich auf den Eintritt in die Mitose vor. In der Mitose (M Phase) wird die replizierte DNA getrennt und die Zellteilung vollzogen. Die Zyklin-abhängigen Kinasen (CDKs), eine Familie von Serin/Threonin-Kinasen, deren Mitglieder die Bindung eines Zyklins (Cyc) als regulatorische Untereinheit zu ihrer Aktivierung benötigen, treiben die Zelle durch den Zellzyklus. Unterschiedliche CDK/Cyc Paare sind in den verschiedenen Phasen des Zellzyklus aktiv. Für die grundlegende Funktion des Zellzyklus bedeutende CDK/Cyc Paare sind beispielsweise CDK4(6)/CycD, CDK2/CycE, CDK2/CycA, CDKl/CycA und CDKl/CycB. So treiben zum Beispiel die Aktivitäten der CDK4(6)/CycD und CDK2/CycE Komplexe den Eintritt einer Zelle in den Zellzyklus an und das Durchlaufen des "Restriction Point", der die Unabhängigkeit einer Zelle von weiteren Wachstumssignalen für den Abschluss der begonnenen Zellteilung markiert.
Eine Reihe an Kontrollmechanismen stellen den geordneten Ablauf der Zellteilungsphasen und die korrekte Verteilung des duplizierten genetischen Materials auf die Tochterzellen sicher. Unter anderem wird die Aktivität der CDKs durch inhibitorische Proteine, wie zum Beispiel p21, pl6, oder p27, beeinflußt, und die Expression und der Abbau der Cycline reguliert. Die Proteine des Spindle-Assembly Checkpoint stellen während der Mitosephase des Zellteilungszyklus die korrekte Anheftung des Spindelapparates an die duplizierten Chromosomen sicher und sorgen für eine korrekte Verteilung der Chormosomen auf die Tochterzellen. Wesentliche Proteine des Spindle-Assembly Checkpoints sind MADl, MAD2, BUBI, BUBRl, TTK (Mps-1) und cdc20. In humanen Zellen existieren zwei Isoformen des MAD2 Proteins, MAD2L1 und MAD2L2 (MAD2B).
Eine de-regulierte Expression von Cyclin E und das Auftreten von Cyclin E Fragmenten fuhren zu einer Überaktivierung des CDK2/CycE Komplexes und Stimulation des Zellteilungszyklus, was zu der Vermutung führte, dass Patienten mit tumoraler Cyclin E Überexpression mit einer höheren Wahrscheinlichkeit von einer CDK2-gerichteten Therapie profitieren könnten (Hunt, K.K., Keyomarsi, K., Sem. Cancer Biol. 15, 319, 2005). Rimkus et al ( Int. J. Cancer 120, 207, 2006) beschrieben eine mindestens 3-fach erhöhte Expression von MAD2L2 in 25 von 118 (21%) untersuchten humanen Colonkarzinomproben. Die erhöhte Expression von MAD2L2 korrelierte mit reduzierter Uberlebenszeit der Patienten. Obwohl sich seit mehr als 10 Jahren CDK Inhibitoren in klinscher Entwicklung befinden, wurden bisher noch keine Biomarker beschrieben, die eine Vorhersage des Ansprechens eines Patienten auf die Therapie mit CDK-Inhibitoren erlauben. Solche Stratifikationsmarker erlauben die gezielte Therapie derjenigen Patienten, die mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer CDK Inhibitor Therapie profitieren werden. Außerdem erhöht sich die Erfolgswahrscheinlichkeit von klinischen Studien durch Stratifikationsmarker.
WO2010/046035 offenbart besonders effektive pan-CDK-Inhibitoren der Formel (I)
in der
X für -O- oder -NH- steht, und
R1 für eine Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder Isopropylgruppe steht, und
R2 und R3 unabhängig voneinander für Wasserstoff, eine Methyl- oder Ethylgrappe stehen, und R für eine Ci-C6-Alkylgruppe oder einen C3-C7-Cycloalkylring steht,
sowie deren Salze, Diatereomere und Enantiomere,
Der Anmeldung liegen folgende Definitionen zugrunde: d-Cfi-Alkyl
Unter einer Ci-C6-Alkylgmppe ist jeweils ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest zu verstehen, wie beispielsweise ein Methyl-, Ethyl-, Propyl- Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, sek. Butyl-, tert. Butyl-, Pentyl-, Isopentyl- oder ein Hexylrest. &-C7-Cycloalkyl
Unter einem C3-C7-Cycloalky ng ist ein Cyclopropyl- Cyclobutyl-, Cyclopentyl-, Cyclohexyl- oder ein Cycloheptylring zu verstehen. In der allgemeinen Formel (I) kann X stehen für -O— oder— NH— .
Bevorzugt steht X für -0-.
In der allgemeinen Formel (I) kann R1 stehen für eine Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder Isopropylgruppe. Bevorzugt steht R1 für eine Methylgruppe.
In der allgemeinen Formel (I) können R2 und R3 unabhängig voneinander stehen für Wasserstoff, eine Methyl- oder Ethylgruppe.
Bevorzugt stehen R2 und R3 unabhängig voneinander für Wasserstoff oder eine Methylgruppe.
Besonders bevorzugt steht R2 für eine Methylgruppe und R3 für Wasserstoff oder eine Methylgruppe.
In der allgemeinen Formel (I) kann R4 stehen für einen Ci-Cö-Alkyhest oder einen C3-C7- Cycloalkylring.
Bevorzugt steht R4 für eine Methyl- oder Ethylgruppe oder für einen Cyclopropylring. Besonders interessant ist die Verbindung (2R,3R)-3-{[2-{[4-(R-Cyclopropylsulfonimidoyl) phenyl]amino}-5-(trifluormethyl)pyrimidin-4-yl]oxy}butan-2-ol (Verbindung A).
Verbindung A
Die Diastereomere der Formel I wurden über eine präparative Chromatographie getrennt. Die experimentellen Details sind in WO2010/046035A1 ausgeführt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für die pan-CDK-Inhibitoren der WO2010/046035, insbesondere für (2R,3R)-3-{[2-{[4-(S-cyclopropylsulfonimidoyl)phenyl]amino}-5-(trifluormethyl) pyrimidin-4-yl]oxy}butan-2-ol (V erbindung A) einen Stratifikationsmarker zu finden.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass CCNE2 sich als Stratifikationsmarker für humane Brusttumorzellen bei der Behandlung mit den neuen pan-CDK-Inhibitoren der WO2010/046035, insbesondere bei der Behandlung mit der Verbindung A eignet und die Sensitivität vorherzusagen vermag.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst eine Bestimmung der CCNE2-Expression als Marker für die Sensitivität von Tumorzellen bzw. von Tumoren gegenüber der Behandlung mit einem CDK-Inhibitor. Vorzugsweise wird hierzu eine quantitative Bestimmung durchgeführt, wobei die Expressionshöhe von CCNE2 auf Nukleinsäureebene oder/und auf Proteinebene im Tumorgewebe oder in Tumorzellen bestimmt und gegebenenfalls mit der Expressionshöhe im umliegenden Normalgewebe verglichen wird.
Die Expressionshöhe von CCNE2 kann durch Standardmethoden ermittelt werden. Einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Bestimmung auf Nukleinsäureebene, z.B. eine Bestimmung der Transkriptmenge durchgeführt. Quantitative Bestimmungen der CCNE2-Expression auf Nukleinsäureebene können beispielsweise eine Hybridisierung mit markierten für CCNE2-spezifischen Sonden, Nukleinsäure- Amplifizierungsreaktionen, Gen-Chip Hybridiesierungen, und/oder Transkript- Sequenzierungen umfassen. Bevorzugte Bestimmungsverfahren sind quantitative PCR oder Realtime PCR. Quantitative Bestimmungen auf Proteinebene können immunologische Nachweisverfahren unter Verwendung von Anti-CCNE2-Antikörpern beispielsweise im Westernblot oder ELISA-Format umfassen.
Die Probe, in der die CCNE2-Expression bestimmt werden soll, kann beispielsweise aus einer Zellkultur oder einem Organismus, z.B. einem Säuger, insbesondere einem Menschen, aber auch aus einem Versuchstier stammen. Besonders bevorzugt wird eine Bestimmung an einer Probe durchgeführt, die aus einer Kultur von Tumorzellen, insbesondere von menschlichen Tumorzellen, oder aus einem Tumorpatienten, insbesondere einem menschlichen Patienten oder einem Versuchstier für die Tumorforschung stammt. Die Probe kann aus dem Tumor selbst oder aus abgelösten Tumorzellen, z.B. zirkulierende Tumorzellen aus Körperflüssigkeiten, z.B. Blut, stammen. In einer bevorzugten Ausfiihrungsform kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Therapieauswahl (Therapieentscheidung, Stratifikation) bei der Behandlung eines Patienten, insbesondere eines menschlichen Patienten, im Rahmen eines Therapieverfahrens verwendet werden. Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren bei der Behandlung eines Versuchstiers im Rahmen der Identifizierung oder/und Charakterisierung neuer Wirkstoffe dienen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Verfahren in einer Zellkultur, beispielsweise im Rahmen von Screening-Prozessen durchgeführt werden.
Das Verfahren umfasst eine oder mehrere Bestimmungen. Vorzugsweise wird vor der erstmaligen Verabreichung des CDK-lnhibitors eine Bestimmung der Expression von CCNE2 in einer Probe der zu untersuchenden Zellkultur oder des zu untersuchenden Organismus durchgeführt.
Prolifcrationsassavs Methode 1
Dieser Assay wurde für die folgenden Zelllinien verwendet: MCF 10A, SK-BR-3, MCF7, HCT 116, HT-29, SW480, Caco-2, MIAPaCa-2, DU145, PC3, HeLa, Caki2, 786-0, A-375, NCI-H460, NCI- H69, NCI-H1975, A549.
Kultivierte humane Tumorzellen (ursprünglich bezogen von der ATCC, HeLa-MaTu und HeLa- MaTu-ADR, ursprünglich bezogen von der Epo GmbH, Berlin) wurden in einer Dichte von 1000 bis 5000 Zellen/Messpunkt, je nach Wachstumsgeschwindigkeit der Zelllinie, in einer 96-Loch Multititerplatte in 200 μΐ Wachstumsmedium (DMEM/HAMS F12, 2 mM L-Glutamin,10% Fötales Kälberserum) ausplattiert. Nach 24 Stunden wurden die Zellen einer Platte (Nullpunkt-Platte) mit Kristallviolett gefärbt (s.u.), während das Medium der anderen Platten durch frisches Kulturmedium (200 μΐ), dem die Testsubstanzen in verschiedenen Konzentrationen (0 μΜ, sowie im Bereich 0,01 - 30 μΜ; die finale Konzentration des Lösungsmittels Dimethylsulfoxid betrug 0,5%) zugesetzt waren, ersetzt. Die Zellen wurden für 4 Tage in Anwesenheit der Testsubstanzen inkubiert. Die Zellproliferation wurde durch Färbung der Zellen mit Kristallviolett bestimmt: Die Zellen wurden durch Zugabe von 20 μΙ Messpunkt einer 1 l%igen Glutaraldehyd-Lösung 15 min bei Raumtemperatur fixiert. Nach dreimaligem Waschen der fixierten Zellen mit Wasser wurden die Platten bei Raumtemperatur getrocknet. Die Zellen wurden durch Zugabe von 100 μΙ/Messpunkt einer 0,l%igen Kristallviolett-Lösung (pH durch Zugabe von Essigsäure auf pH3 eingestellt) gefärbt. Nach dreimaligem Waschen der gefärbten Zellen mit Wasser wurden die Platten bei Raumtemperatur getrocknet. Der Farbstoff wurde durch Zugabe von 100 μΙ/Messpunkt einer 10%igen Essigsäure- Lösung gelöst. Die Extinktion wurde photometrisch bei einer Wellenlänge von 595 nm bestimmt. Die prozentuale Änderung des Zellwachstums wurde durch Normalisierung der Messwerte auf die Extinktionwerte der Nullpunktplatte (=0%) und die Extinktion der unbehandelten (0 μΜ) Zellen (=100%) berechnet. Die Messdaten wurden normalisiert auf 0% Inhibition (Zellproliferation ohne Inhibitor) und 100% Inhibition (Nullpunktplatte). Die Bestimmung der IC50 Werte erfolgte mittels eines 4-Parameter Fits unter Benutzung firmeneigener Software.
Methode 2
Dieser Assay wurde für die folgenden Zelllinien verwendet: KPL-1, MDA-MB-453, Hs 578T, MDA- MB-231, MCF 10A, MDA-MB-468, ZR-75-1, T^7D, MDA-MB-435s, DL 475, BT-20, BT-474, EVSA-T, BT-549, NCI-H460, NCI-H810, NCI-H441, NCI-H1838, NCI-H69, NCI-H2030, NCI-H358, NCI-H1793, NCI-H1048, SK-MES-1, NCI-H2347, NCI-H1975, A549, NCI-H23, NCI-H2170, NCI- H2228, NCI-H661, NCI-H1703, NCI-H1581, NCI-H226, NCI-H1563, NCI-H522, ChaGo-K-1, NCI- H1437. Die Hemmung der Zellproliferation durch die Verbindung A wurde mittels des Vybrant MTT Cell Proliferation Assays bei der Firma Invitrogen bestimmt. Affymetrix Gen-Chip Assay
Dieser Assay wurde zur Bestimmung des relativen mRNA Levels in den verwendeten Tumorzelllinien benutzt.
Kultivierte humane Tumorzellen wurden in mit der gleichen Zellzahl / cm2 Plattenfläche in 10 cm Zellkulturschalen ausgesät, wie sie in den Proliferationsassays verwendet wurden, und für 24 Stunden in Wachstumsmedium bei 37°C inkubiert. Danach wurde das Medium abgenommen und die Zellen wurden 2 x mit je 5 ml Phosphat-gepufferter Natriumchlorid-Lösung (PBS) gewaschen. Anschließend wurden die Zellen in 600 μΐ RLT-Puffer (Qiagen) mit 1% Beta-Mercaptoethanol suspendiert. Die Suspension wurde unter Verwendung eines QIAShredder entsprechend der Vorschrift des Herstellers homogenisiert. Die anschließende RNA Extraktion wurde unter Verwendung des RNeasy Mini Kit (Qiagen) entsprechend der Herstellervorschrift durchgeführt. Weiterhin wurde eine DNase Verdauung unter Verwendung des RNase-freien DNase Kit (Qiagen) entsprechend der Herstellervorschrift durchgeführt.
Die RNA Endkonzentration wurde durch Messung der optischen Dichte bei 260 und 280 nm bestimmt. Zusätzlich wurde eine Qualitätsprüfung der RNA auf einem Agilent Bioanalyzer durchgeführt. Für weitere Analysen wurde nur RNA mit einem Verhältnis von 28S/18S rRNA von mehr als 1,0 verwendet.
5 μg der RNA-Proben wurden zur Synthese von doppelsträngiger cDNA mit dem One-Cycle cDNA Synthesis Kit (Affymetrix) in Gegenwart eines T7-01igo (dT)24 DNA Oligonukleotideprimer entsprechend der Herstellervorschrift verwendet. Nach der Synthese wurde die cDNA unter Verwendung des Affymetrix GeneChip Sample Cleanup Modul aufgereinigt. Die aufgereinigte cDNA wurde dann unter Verwendung des GeneChip IVT Markierungs-Kit (Affymetrix) in Anwesenheit biotinylierter Ribonukleotide in vitro transkribiert, wobei Biotin-markierte cRNA erhalten wurde. Die markierte cRNA wurde dann unter Verwendung des GeneChip Sample Cleanup Modul (Affymetrix) aufgereinigt. Die markierte cRNA wurde durch Messungen der optischen Dichte bei 260 und 280 nm quantitativ bestimmt und einer Qualtitätsüberprüfung auf dem Agilent Bioanalyzer unterzogen.
30 μg markierte cRNA wurden unter Verwendung des Fragmentierungs-Puffers aus dem GeneChip Sample Cleanup Modul (Affymetrix) fragmentiert. Anschließend wurden 10 μg fragmentierte cRNA auf einem Microarray des Typs Human U133 Plus 2.0 (Affymetrix) hybridisiert. Der Array wurde dann gewaschen und mit Streptavidin-R-Phycoerythrin (SAPE, Molecular Probes) markiert. Das Signal wurde unter Verwendung eines biotinylierten Anti-Streptavidin Ziegenantikörpers (Vector Laboratories) gefolgt von einer weiteren Markierung mit SAPE amplifiziert. Die Arrays wurden unter Verwendung der GeneChip Fluidics Station 450 (Affymetrix) markiert. Der Array wurde dann bei 570 nm unter Verwendung eines konfokalen Laserscanners (GeneChip-3000 Scanner, Affymetrix) gescannt und mit der Affymetrix GeneChip Software in quantitative Einzelwerte (je 1 Wert pro Signal, 40 Einzelwerte pro Gen) umgewandelt. Die Einzelwerte wurden unter Verwendung einer Implementierung des Affymetrix MAS5 Algorithmus von Genedata REFINER® zu einem Wert pro Gen zusammengefasst.
Die Prozedur wird unter Verwendung von je drei Microarrays (Replikate) für jede der Zellinien wiederholt. Die resultierenden Einzelwerte aller Gene und Replikate wurden auf den Median aller Werte normiert. Im Anschluss wurde jeder Wert pro Gen und Replikat mittels Berechnung des harmonischen Mittels zu einem Wert pro Gen und Zellinie zusammengefasst. Zwischen den so berechneten mRNA-Expressionswerten und den vorher beschriebenen IC-50 Werten aus den Proliferationsassays wurde der Korrelationskoeffizient nach Pearson zwischen Gen und Testsubstanz jeweils für alle Zellinien berechnet.
Die Verbindung A wurde in den Zelllinien der Tabelle 1 untersucht, die beispielhaft die angegebenen Sub-Indikationen vertreten.
Tab.l
Tabelle 2 listete 62 Gene auf, die Proteine kodieren, die eine regulatorische Funktion im
Zellteilungszyklus haben und für die Korrelationsanalyse herangezogen wurden. Tab. 2
Gen Symbol Gen-ID Kodiertes Protein
CDK1 983 cyclin-dependent kinase 1
CDK2 1017 cyclin-dependent kinase 2
CDK3 1018 cyclin-dependent kinase 3
CDK4 1019 cyclin-dependent kinase 4
CDK6 1021 cyclin-dependent kinase 6
CDK7 1022 cyclin-dependent kinase 7
CDKN1A 1026 cyclin-dependent kinase inhibitor 1A (p21, Cipl)
CDKN1B 1027 cyclin-dependent kinase inhibitor 1B (p27, Kipl)
CDKN1C 1028 cyclin-dependent kinase inhibitor IC (p57, Kip2) CDKN2A 1029 cyclin-dependent kinase inhibitor 2A (pl6)
CDKN2B 1030 cyclin-dependent kinase inhibitor 2B (pl5)
CDKN2C 1031 cyclin-dependent kinase inhibitor 2C (pl8)
CDKN2D 1032 cyclin-dependent kinase inhibitor 2D (pl9)
CDKN3 1033 cyclin-dependent kinase inhibitor 3
PLK1 5347 polo-like kinase 1
PLK2 10769 polo-like kinase 2
PLK3 1263 polo-like kinase 3
PLK4 10733 polo-like kinase 4
AU KA 6790 aurora kinase A
AURKB 9212 aurora kinase B
CHEK1 111 1 CHK1 Checkpoint homolog
CHEK2 11200 CHK2 Checkpoint homolog
CCNA1 8900 cyclin AI
CCNA2 890 cyclin A2
CCNB1 891 cyclin Bl
CCNB1IP1 57820 cyclin Bl interacting protein 1
CCNB2 9133 cyclin B2
CCNB3 85417 cyclin B3
CCNC 892 cyclin C
CCND1 595 cyclin Dl
CCND2 894 cyclin D2
CCND3 896 cyclin D3
CCNDBP1 23582 cyclin D-type binding-protein 1
CCNE1 898 cyclin El
CCNE2 9134 cyclin E2
CCNF 899 cyclin F
CCNG1 900 cyclin Gl
CCNG2 901 cyclin G2
CCNH 902 cyclin H
CCNI 10983 cyclin I
CCNI2 645121 cyclin I family, member 2
CCNJ 54619 cyclin J
CCNJL 79616 cyclin J-like
CCN 8812 cyclin K CCNL1 57018 cyclin LI
CCNL2 81669 cyclin L2
CCNO 10309 cyclin 0
CCNT1 904 cyclin Tl
CCNT2 905 cyclin T2
CCNY 219771 cyclin Y
CCNYL1 151195 cyclin Y-like 1
TTK 7272 TTK protein kinase
BUBI 699 budding uninhibited by benzimidazoles 1 homolog
BUB1B 701 budding uninhibited by benzimidazoles 1 homolog b
BUB3 9184 budding uninhibited by benzimidazoles 3 homolog
MAD1L1 8379 MAD1 mitotic arrest deficient-like 1
MAD2L1 4085 MAD2 mitotic arrest deficient-like 1
MAD2L1BP 9587 MAD2L1 binding protein
MAD2L2 10459 MAD2 mitotic arrest deficient-like 2
CDC20 991 cell division cycle 20 homolog
CDC20B 166979 cell division cycle 20 homolog B
WEE1 7465 WEE1 homolog
Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse aus den Proliferationsassays.
Tab.3
Nierenkarzinom-Zelllinien
Caki2 26
786-0 20
Melanom-Zelllinien
A-375 14
Lungenkarzinom-Zelilmien
NCI-H460 (nicht-kleinzelliges Lungenkarzinom) 27
NCI-H810 (nicht-kleinzelliges Lungenkarzinom) 9.01
NCI-H441 (Papilläres Lungenkarzinom) 10
NCI-H1838 (nicht-kleinzelliges Lungenkarzinom) 15.9
NCI-H69 (kleinzelliges Lungenkarzinom) 27
NCI-H2030 (nicht-kleinzelliges Lungenkarzinom) 17.7
NCI-H358 (nicht-kleinzelliges Lungenkarzinom) 19.4
NCI-H1793 (nicht-kleinzelliges Lungenkarzinom) 22.5
NCI-H1048 (kleinzelliges Lungenkarzinom) 25
SK-MES-1 (Plattenzellkarzinom) 26.5
NCI-H2347 (nicht-kleinzelliges Lungenkarzinom) 28
NCI-H1975 (nicht-kleinzelliges Lungenkarzinom) 24
A549 (nicht-kleinzelliges Lungenkarzinom) 31
NCI-H23 (nicht-kleinzelliges Lungenkarzinom) 45.4
NCI-H2170 (kleinzelliges Lungenkarzinom) 48.7
NCI-H2228 (nicht-kleinzelliges Lungenkarzinom) 52.1
NCI-H661 (nicht-kleinzelliges Lungenkarzinom) 53.1
NCI-H1703 (nicht-kleinzelliges Lungenkarzinom) 53.6
NCI-H1581 (nicht-kleinzelliges Lungenkarzinom) 53.8
NCI-H226 (Mesothehom) 54.6
NCI-H1563 (nicht-kleinzelliges Lungenkarzinom) 59.1
NCI-H522 (nicht-kleinzelliges Lungenkarzinom) 65.4
ChaGo-K-1 (undifferenziertes Bronchialkarzinom) 69.4
NCI-H1437 (nicht-kleinzelliges Lungenkarzinom) 69.9
Tabelle 4 zeigt die relativen mRNA Mengen der 62 Zellzyklus-regulatorischen Gene in den 51 untersuchten Zelllinien ermittelt in Affymetrix Gene-Chip Hybridisierungsstudien. Tab. 4
Tab. 4
Tab. 4
Tab. 4
Tab. 4
Tab. 4
Tab. 4
Tab. 4
Tab. 4
Tab. 4
Tab. 4
Tab. 4
Tab. 4
Tab. 4
Tab. 4
Tab. 4
Beispiel
Tab. 5. Ergebnisse der Korrelationsanalysen
Die Sensitivität von 51 humanen Tumorzelllinien gegenüber der Verbindung A wurde in Proliferationsassays bestimmt. Die ermittelten IC50 Werte wurden mit den relativen mRNA Mengen von 62 Zellzyklus-regulatorischer Proteine, die in unabhängigen Genchip-Hybridisierungsstudien (Affymetrix-Technologie) bestimmt worden waren, korreliert. Gene, für die statistisch signifikante Korrelationen (P < 0.05) innerhalb der Brusttumorzelllinien gefunden wurden sind in der Tabelle 5 zusammengefasst. Die Korrelationskoeffizienten und Signifikanzen wurden mit Hilfe Microsoft Excel 2003 und SigmaStat 3.0 berechnet.
Über alle analysierten Zelllinien betrachtet, sowie in den Teilgruppen der Lungenzelllinien findet sich keine Korrelation zwischen der mRNA Menge der Gene CCNE2 (Cyclin E2) oder MAD2L2 und dem IC50 der Zelllinien gegenüber der Verbindung A. Überraschenderweise zeigt die Korrelationsanalyse für die Teilgruppe der 16 Brusttumorzellinien eine statistisch hoch signifikante Korrelation der mRNA Menge der Gene CCNE2 oder MAD2L2 mit der als IC50 bestimmten Sensitivität der Zellen gegenüber der Verbindung A (Tab. 5.). Diese Daten belegen, dass die relativen mRNA Mengen der Gene CCNE2 und/oder MAD2L2 die Sensitivität von humanen Brusttumorzellen gegenüber der Verbindung A anzeigen können. Eine hohe relative mRNA Menge der Gene CCNE2 und/oder MAD2L2, für die ein positiver Korrelationskoeffizient gefunden wurde, zeigt einen höheren IC50 gleichbedeutend mit einer geringeren Sensitivität der Zellen gegenüber der Verbindung A an. Figuren
Fig. 1. Grafische Darstellung der Sensitivität der humanen Brusttumorzellinien gegenüber der
Verbindung A bestimmt als IC 50 [nM] in Proliferationsassays gegen die relative mRNA Menge des Gens CCNE2 .Die durchgezogene Linie stellt die Korrelationsgerade dar.

Claims

Patentansprüche
1. Verwendung von CCNE2 als Stratifikationsmarker bei der Behandlung von Brusttumoren mit einer Verbindung der allgemeinen Formel (I)
in der
X für -O- oder -NH- steht, und
R1 für eine Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder Isopropylgruppe steht, und
R2 und R3 unabhängig voneinander für Wasserstoff, eine Methyl- oder Ethylgruppe stehen, und
R4 für eine Ci-Cö-Alkylgruppe oder einen C3-C7-Cycloalkylring
steht,
oder mit einem ihrer physiologisch verträglichen Salze, Diastereomere oder Enantiomere.
2. Verwendung gemäß Anspruch 1 bei der Behandlung mit einer Verbindung der allgemeinen Formel (I), in der
X für -O- oder -NH- steht, und
R1 für eine Methylgruppe steht, und
R2 für eine Methylgruppe steht, und
R3 für Wasserstoff oder eine Methylgruppe steht, und
R4 eine Methyl- oder Ethylgruppe oder für einen Cyclopropylring steht,
oder mit einem ihrer physiologisch verträglichen Salze, Diastereomer oder Enantiomere.
3. Verwendung gemäß Anspruch 1 bei der Behandlung mit (2R,3R)-3-{[2-{[4-(R- Cyclopropylsulfornmidoyl)phenyl]amino}-5-(trifluormethyl)pyriinidin-4-yl]oxy}but^
4. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 bei der Behandlung von Brusttumoren in Mono- oder in Kombinationstherapie.
5. Verfahren zur Selektion von Bruststumor-Patienten, die auf eine Behandlung mit einer Verbindung der Formel (I) ansprechen könnten, dadurch gekennzeichnet dasss die Expressionshöhe von CC E2 bestimmt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet dasss die Expressionshöhe von CC E2 auf Nukleinsäureebene bestimmt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet dasss die Expressionshöhe von CC E2 auf Proteinebene bestimmt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet dasss die Expressionshöhe von CC E2 an einer Probe aus der Zellkultur bestimmt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet dasss die Expressionshöhe von CC E2 an einer Probe aus einem Säuger-Organismus bestimmt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet dasss die Expressionshöhe von CC E2 an einer Probe aus einem menschlichen Patienten bestimmt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet dasss die Expressionshöhe von CC E2 an einer Probe aus einer Kultur von Zellen oder aus einem Versuchstier bestimmt wird.
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