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Aktuelle Behandlungen für B-chronische lymphatische Leukämie (B-CLL) umfassen Purinanaloga (Fludarabin) und monoklonale Antikörper (Rituximab) (1). Während Menschen jahrelang mit B-CLL leben können, gibt es keine wirksame Heilung. Daher sind neue zielgerichtete Therapien entscheidend für die Verbesserung der klinischen Ergebnisse für Patienten mit B-CLL. In dieser Ausgabe der Clinical Cancer Research, Ghosh et al. (2) untersuchen Sie im präklinischen Umfeld einen neuartigen Ansatz zur Behandlung von B-CLL, der zwei natürlich vorkommende Verbindungen kombiniert: curcumin und Epigallocatechin-3-gallat (EGCG). Die Verwendung natürlicher Verbindungen zur Behandlung von Krebs ist nicht neu. Zweiundsechzig Prozent der von der US-amerikanischen FDA zwischen 1981 und 2002 zugelassenen Krebsmedikamente waren natürlichen Ursprungs (3). Zum Beispiel ist All-Trans-Retinsäure, die ein Vitamin-A-Derivat ist, eine sehr wirksame Behandlung für akute Promyelozytenleukämie. Eine Fülle von Daten unterstützt eine Rolle von Curcumin, dem Wirkstoff im Gewürz Kurkuma, als anti-neoplastisches Mittel (4,5). Diese Arbeit erweitert frühere Beobachtungen, indem sie die molekularen Wege untersucht, die an der Curcumin-induzierten Apoptose von B-CLL-Zellen beteiligt sind. Insbesondere in primären CLL-Kulturen hemmte Curcumin die Expression von Pro-Urvival-Molekülen, einschließlich STAT3, Akt und NF-kB, sowie der anti-apoptotischen Proteine Mcl-1 und XIAP. Curcumin hat auch das pro-apoptotische Protein BIM hochreguliert. Die sequentielle Verabreichung von EGCG gefolgt von Curcumin führte zu einem erhöhten CLL-Zelltod und einem neutralisierten Stromaschutz.

Curcumin hat beeindruckende antioxidative, chemopräventive, chemotherapeutische und chemosensibilisierende Wirkungen (4,5). Die durch Curcumin induzierte Apoptose von B-CLL-Zellen ist dosisabhängig, und normale B-Lymphozyten reagieren weniger empfindlich auf ihre zytotoxischen Wirkungen als B-CLL-Zellen (2,6). Curcumin induziert die PARP-Spaltung in primären B-CLL-Zellen (2), was die Aktivierung des programmierten Zelltods widerspiegelt. Die PARP-Spaltung wird durch Curcumin bei anderen Tumortypen, einschließlich Pankreas- und Darmkrebs, induziert (7-9). Interessanterweise beobachteten die Autoren keine Aktivierung von Upstream-Caspasen nach Curcumin-Behandlung. Dies unterscheidet sich von mehreren anderen Studien, die eine spezifische Caspase-3-Aktivierung durch Curcumin in HL-60 und anderen Tumorzelllinien zeigen (4,5,10). In der primären B-CLL bleibt der Mechanismus der PARP-Spaltung unklar. Andere zelluläre Ereignisse, die zur Curcumin-induzierten Apoptose beitragen, umfassen die Freisetzung von Cytochrom c aus der Mitochondrienmembran. Dies tritt in mehreren verschiedenen Zelllinien nach der Behandlung mit Curcumin auf, ebenso wie Veränderungen des mitochondrialen Membranpotentials (4,5). Die Rolle mitochondrialer Ereignisse bei der Curcumin-induzierten Apoptose in B-CLL-Zellen wurde in dieser Studie nicht untersucht.Curcumin hemmt auch die konstitutive Aktivierung von Pro-Überlebenswegen, von denen einige bevorzugt in primären B-CLL-Zellen aktiv sind, einschließlich STAT3, Akt und NF-kB. Die konstitutive Aktivierung von STAT3 wurde bei mehreren Krebsarten berichtet, darunter Brust-, Prostata-, Kopf- und Hals-Plattenepithelkarzinome, Multiples Myelom und Bauchspeicheldrüsenkrebs (4,8,11). STAT3 spielt eine wichtige Rolle bei der Induktion von anti-apoptotischen Genen und angiogenen Faktoren und ist für verschiedene Zytokin-Signalwege von entscheidender Bedeutung (4,5,11). Curcumin hemmt wirksam die konstitutive STAT3-Phosphorylierung in B-CLL (2), was mit anderen Studien übereinstimmt, die zeigen, dass Curcumin ein wirksamer Inhibitor der STAT3-Funktion ist (4,5,11). Mcl-1, ein Pro-Survival-Gen stromabwärts von STAT3, wird auch durch Curcumin in der primären B-CLL herunterreguliert (2). Die konstitutive Phosphorylierung von Akt wird durch Curcumin in primären B-CLL-Zellen (2) und anderen Tumoren, einschließlich Non-Hodgkin-B-Zell-Lymphom, Prostatakrebs und Nierenzellkarzinom (4), herunterreguliert. Curcumin kann jedoch auch seine pro-apoptotischen und anti-proliferativen Wirkungen induzieren, ohne den Akt-Phosphorylierungsstatus zu stören (5,7,12).

Ein überlebensförderndes Molekül, das durch Curcumin universell gehemmt zu sein scheint, ist der NF-kB-Transkriptionsfaktor. NF-kB wird durch Curcumin bei vielen verschiedenen Krebsarten herunterreguliert (4-8,11). Die konstitutive Phosphorylierung von IkBa in primären B-CLL-Zellen wird durch Curcumin gehemmt, was darauf hindeutet, dass Gene hinter NF-kB in diesen Zellen gehemmt werden sollten. Tatsächlich ist XIAP, ein nachgeschaltetes Ziel von NF-kB, in der primären B-CLL nach Curcumin-Behandlung herunterreguliert (2). Das Fehlen einer Herunterregulierung von Bcl-2 durch Curcumin ist ein interessanter Befund, wenn man bedenkt, dass frühere Arbeiten gezeigt haben, dass Bcl-2 ein direktes Transkriptionsziel von NF-kB ist und durch Curcumin herunterreguliert wird (4,5). BIM, ein pro-apoptotisches Protein, wird durch Curcumin in der primären B-CLL hochreguliert. Daher kann Curcumin die Überlebenswege herunterregulieren und die apoptotischen Wege in B-CLL hochregulieren.

Was passiert mit der Wirksamkeit der Curcumin-Behandlung, wenn B-CLL-Zellen im Kontext der Stroma-Umgebung kokultiviert werden? Stromazellen halten typischerweise eine anti-apoptotische Umgebung durch direkten Kontakt und durch lösliche Mediatoren aufrecht. Die Kokultur von B-CLL-Zellen mit Stromazellen bot einen erheblichen Schutz vor Curcumin-induzierter Apoptose bei niedrigeren Curcumindosen, jedoch nicht bei höheren Dosen (20 µm) (2). Diese Ergebnisse geben Einblick in die Wirkung der Wirtsumgebung auf die Curcumin-induzierte Apoptose und zeigen auch, dass höhere Dosen von Curcumin erforderlich sein können, um das in vitro beobachtete Niveau der Apoptose zu erreichen.

Es ist unwahrscheinlich, dass Curcumin allein aufgrund unvollständiger apoptotischer Reaktionen eine wirksame Behandlung für B-CLL darstellt. Curcumin selbst erhöht die Wirksamkeit einer Vielzahl von Verbindungen, einschließlich Vincristin in B-CLL in vitro (6). Natürliche Wirkstoffe wie Curcumin sind aufgrund ihrer vernachlässigbaren Toxizität wünschenswerte Kandidaten für die Chemotherapie. EGCG, das Hauptpolyphenol in grünem Tee, induziert Apoptose in B-CLL-Zellen in vitro durch partielle Hemmung der VEGFR1- und VEGFR2-Phosphorylierung sowie durch Caspase-3-Aktivierung und PARP-Spaltung. Bcl-2 wird durch EGCG herunterreguliert, ebenso wie Mcl-1 und XIAP (2). Die Behandlung von primären B-CLL-Zellen mit der Kombination von EGCG und Curcumin wurde untersucht. Die sequentielle Verabreichung von EGCG gefolgt von Curcumin war die wirksamste Behandlungskombination; während die gleichzeitige Verabreichung zu antagonistischen Wirkungen führte.

EGCG und Curcumin zielen auf viele der gleichen molekularen Signalwege ab, einschließlich der Induktion der PARP-Spaltung und der Hemmung der Telomeraseaktivität (2,4,5,10). Während EGCG und Curcumin viele gängige Überlebenswege herunterregulieren, darunter STAT3, Akt, NF-kB und die anti-apoptotischen Gene Mcl-1 und XIAP, überschneiden sich nicht alle ihre Ziele (Abbildung 1.). Während beispielsweise beide Verbindungen die PARP-Spaltung und Apoptose in B-CLL induzieren, erreicht EGCG dies durch Aktivierung von Caspase-3, während Curcumin in diesen Zellen keine Caspase-3-Aktivierung induziert (2). Somit haben diese beiden natürlichen Wirkstoffe viele Wege gemeinsam, können aber auch voneinander abweichen und möglicherweise entgegengesetzte Wirkungen zeigen. Daher ist eine weitere Untersuchung der molekularen Mechanismen, die an den antiproliferativen und proapoptotischen Wirkungen dieser Mittel beteiligt sind, gerechtfertigt.

Klinische Studien mit Curcumin und EGCG als Einzelwirkstoffe oder in Kombination mit einer Standardchemotherapie laufen bereits bei mehreren Krebsarten (4,5,11 und klinische trials.gov ). Eine klinische Phase-II-Studie mit Curcumin bei fortgeschrittenem Bauchspeicheldrüsenkrebs wurde kürzlich von unserer Gruppe veröffentlicht und zeigte einen Patienten mit einer Tumorregression von 73% und einen anderen Patienten, der mehr als 2,5 Jahre lang mit Curcumin stabil war (11) und Kurzrock persönliche Kommunikation). Es wurden keine Nebenwirkungen beobachtet. Die Gesamtansprechraten waren jedoch niedrig, möglicherweise weil die Curcuminabsorption nach oraler Verabreichung schlecht ist (11).

Orale Grüntee-Extrakte wurden freiwillig von Patienten mit B-CLL eingenommen, und EGCG hat bereits mit klinischen Phase-I-Studien bei Rai-Patienten im Stadium 0-II mit B-CLL begonnen (2). Die aktuelle Studie liefert eine Begründung für die Kombination von Curcumin plus EGCG im klinischen Umfeld und liefert Informationen zur Dosis und Verabreichung dieser beiden Verbindungen. Ein konstantes Verhältnis von 10: 1 (EGCG: Curcumin) wurde als wirksam bei der Induktion von Apoptose bei B-CLL festgestellt. Ausreichend hohe Dosen von EGCG und zirkulierendem Curcumin sind erforderlich, um den Stromaschutz in vivo zu überwinden. Die Daten zeigen auch, dass die sequentielle Behandlung von B-CLL mit EGCG gefolgt von Curcumin der gleichzeitigen Behandlung vorzuziehen ist und für die Wirksamkeit der Kombination dieser beiden Verbindungen entscheidend ist. Die gleichzeitige Behandlung von B-CLL-Zellen mit EGCG und Curcumin führte zu antagonistischen Wirkungen. Letztendlich werden die optimalen Studien jedoch wahrscheinlich die Verwendung einer Curcumin-Verbindung erfordern, die modifiziert wurde, um ihre Bioverfügbarkeit zu verbessern. Durch die Einkapselung von Curcumin in Liposomen kann es systemisch verabreicht werden, und mehrere Gruppen arbeiten daran, Curcumin zu verändern, um seine Absorption bei oraler Einnahme zu erhöhen (4,5,9,13). Basierend auf den biologischen Eigenschaften von Curcumin allein oder in Kombination mit EGCG oder anderen Verbindungen sollten diese Curcumin-Einheiten der zweiten Generation für die Behandlung von CLL und anderen Krebsarten untersucht werden.