GHRH receptorok mint új molekuláris célpontok a daganatterápiában Halmos Gábor Andrew V. Schally Debreceni Egyetem Orvos-és Egészségtudományi Centrum Gyógyszerésztudományi Kar Biofarmácia Tanszék & University of Miami Miller School of Medicine Department of Pathology
A legtöbb humán daganattípus terápiája továbbra is komoly kihívást jelent Peptid hormonokon és peptid hormon analógokon alapuló új diagnosztikai lehetıségek és kezelési módok állnak kifejlesztés alatt Klinikai alkalmazásuk molekuláris alapja a nagy affinitású, specifikus receptoraik (peptid hormon receptorok) jelenléte humán daganatos szöveteken
Humán daganatokkal összefüggésbe hozott néhány peptid és azok receptorai Luteinizing hormonereleasing hormone (LHRH) Somatostatin Vasoactive intestinal peptide Pituitary adenylate cyclase activating peptide Cholecystokinin Bombesin/gastrin-releasing peptide (GRP) Growth hormone-releasing hormone (GHRH) Neurotensin Substance P Αlpha-MSH
Neuroendokrin és gasztrointesztinális peptidek Secretin/Glucagon család Secretin Glucagon GHRH VIP PACAP
A GHRH 44- és 40 aminosavas formáját elsıként acromegaliát okozó humán pancreas tumorból izolálták és karakterizálták csak késıbb azonosították humán és állati hypothalamusból GHRH(1-29)NH 2 : a 29 aminosav szekvencia még teljes intrinsic biológiai aktivitást mutat Habár a GHRH-t elsıként humán daganat szövetbıl izolálták, mégis kevés kutatás irányult ennek a neuropetidnek a carcinogenesisben betöltött esetleges szerepére
Hogyan és hol hathatnak a daganatokra?
Inhibition of secretion of hepatic IGF-I Hypothalamus GH-RH GH-RH Antagonists Inhibit Binding of GH-RH to Pituitary GH-RH Receptors Block GH Secretion GH-RH GH-RH Receptor GH-RH Antagonist Ensuing Block Liver IGF-I Hepatic IGF-I Production Tumor Cells Schally et al Nature Clin.Pract.End.Metab. 2008
GHRH antagonisták Code name Structure hgh-rh (1-29)NH 2 Tyr 1 -Ala 2 -Asp-Ala-Ile-Phe 6 -Thr-Asn 8 -Ser 9 -Tyr 10 - Arg 11 -Lys 12 -Val-Leu-Gly 15 -Gln-Leu-Ser-Ala-Arg 20 - Lys 21 -Leu-Leu-Gln-Asp-Ile-Met 27 -Ser 28 -Arg 29 -NH 2 Standard Antagonist [Ac-Tyr 1, D-Arg 2 ]hgh-rh(1-29)nh 2 MZ-4-71 MZ-5-156 [Ibu-Tyr 1, D-Arg 2, Phe(4-Cl) 6, Abu 15, Nle 27 ]hgh-rh (1-28)Agm [PhAc-Tyr 1, D-Arg 2,Phe(4-Cl) 6,Abu 15,Nle 27 ]hgh- RH(1-28)Agm JV-1-36 [PhAc-Tyr 1, D-Arg 2, Phe(4-Cl) 6, Arg 9, Abu 15, Nle 27, D-Arg 28, Har 29 ]hgh-rh(1-29)nh 2 JV-1-38 [PhAc-Tyr 1, D-Arg 2, Phe(4-Cl) 6, Har 9, Tyr(Me) 10, Abu 15, Nle 27, D-Arg 28, Har 29 ]hgh-rh(1-29)nh 2 Abbreviations: Abu, alpha-aminobutyric acid; Ac, acetyl; Agm, agmatine; Amp, para-amidino-phenylalanine; Har, homoarginine; Ibu, isobutyryl; Nle, norleucine; Oct, octyl; Orn, ornithine; PhAc, phenylacetyl; Tyr(Et), O-ethyltyrosine; Tyr(Me), O-methyltyrosine. JV-2-April-05
Meglepı kísérleti eredmények IGF-I-independens tumorok gátlása In vitro proliferáció gátlás Tumorális IGF-II csökkenése GHRH-antagonisták direkt hatása? Tumorális GHRH-receptor(ok)???
(A) GHRH-R vázlatos exon-intron szerkezete (B) Hipofízis GHRH-R szerkezete (A) GHRH-R (Gén) Exon (B) GHRH-R (cdns) 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 (C) GHRH-R splice variáns-1(sv 1 ) (D) splice variáns-2 (SV 2 ) (E) splice variáns-3 (SV 3 ) (F) splice variáns-4 (SV 4 ) NC: nem-kódoló régió TM: transzmembrán domén Exon (C) SV1 (cdns) Exon 1 3 7 11 12 2 4 5 6 8 9 10 13 TM1 TM2 TM3 TM4 TM5 TM6 TM7 5 NC 3 NC Intron 3 (D) SV2 (cdns) (E) SV3 (cdns) (F) SV4 (cdna) GenBank accession (AF282259, Exon AF 282260, AF282261, AF282261) Rekasi, Halmos PNAS, 2000 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 5 NC TM1 TM2 TM3 TM4 TM5 TM6 TM7 3 NC Exon Intron 3 4 5 6 8 9 10 11 12 13 5 NC TM1 TM2 3 NC Exon Intron 3 Intron 3 4 5 6 8 9 10 11 12 13 5 NC 3 NC 4 8 9 10 11 12 13 5 NC 3 NC Rekasi et al. PNAS 2000 12;97(19):10561-6.
Isoform related to GHRH-R SV1 (difference in the first 25 amino acids in the first extracell. dom. (N-terminal)) pghrh-r GHRH-R isoform (SV1)
Ligand kompeticiós assay JV-1-42 GHRH antagonistával Caki-1 human renal cell carcinoma sejteken VIP, PACAP, GLUCAGON JV-1-36 JV-1-38 JV-5-156 GHRH(1-44) GHRH(1-29) GHRH(1-32) Halmos, Schally, Rekasi et al PNAS 2000
Photoaffinity cross-linking JV-1-84 GH-RH antagonista photoprobe segítségével Left panel: detection of recombinant GH-RH receptors in transfected HEK293 fetal kidney cells Right panel: cross-linking in NCI-H69 human small cell lung cancer cell line Halmos G, Gaylin B, Schally AV submitted 2009
GHRH receptor splice variánsok expressziója humán prosztata karcinómákban RT-PCR módszerrel - SV1 mrns pozitivitás a minták 65 % -ban - Szoros korreláció a GHRH receptoriális kötéssel M + - 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 SV (720bp) 1 SV (566bp) 2 SV (335bp) 4 Halmos et al. J.Clin.Endoc.Metab 2002
hghrh mrns expressziója humán prosztata karcinómákban RT-PCR módszerrel hghrh mrns pozitivitás a minták 86% -ban Halmos et al. J.Clin.Endoc.Metab 2002
Mean tumor volumes in nude mice bearing HT human NHL xenografts during treatment with antagonists MZ-5-156 and MZ-J-7-138 at a daily dose of 2 40 µg Keller G, Halmos G, Schally AV PNAS 2005 2005 by National Academy of Sciences
Effect of treatment with GHRH antagonist JMR-132 given s.c. at a dose of 10 µg/day, docetaxel given i.p. at a dose of 20 milligrams per kilogram of body weight on days 1 and 5, or the combination of JMR-132 with docetaxel on the tumor volume of MX-1 human breast cancer xenografted s.c. into nude mice Buchholz S, Schally AV, Halmos G PNAS 2007 2007 by National Academy of Sciences
Humán experimentális daganat modellek - GHRH antagonistákkal igazolt tumor növekedés gátlás Prostate Cancer* Breast Cancer* Endometrial Cancer* Colorectal Cancer* Osteosarcoma* Melanoma* Ovarian Cancer Lung Cancer Renal Cancer Pancreatic Cancer Gastric Cancer Brain Tumor Lymphoma * Humán daganatmintákon is igazolt GHRH SV1 expresszió 2234-box 1
Tumor inhibitory effect of GHRHantagonists (indirect effect) Hypothalamic GHRH X GHRH antagonists Pituitary GH Hepatic IGF-I IGF-I receptor TUMOR
Tumor inhibitory effects of GH-RH antagonists (direct and indirect effects) Hypothalamic GHRH Direct effect (competitive binding) Tumoral GHRH TUMOR X Autocr./Paracr. stimulation GHRH antagonists GHRH receptor X Tumoral IGF-I, IGF-II Autocr./Paracr. stimulation X Pituitary GH Hepatic IGF-I IGF-I receptor Indirect effect on serum IGF-I Direct effect (inhibition of autocr./paracr. IGF-I/II production
AV Schally K Szepeshazi I Chatzistamou H Kiaris A Plonowski J Varga P Armatis G Toller Z Kahan A Bajo M Zarandi S Buchholz F Hohla Z Rekasi T Czompoly M Koppan J Engel Z Szereday M Krupa M Letch M Kovacs C Kanashiro G Keller A Jungwirth Treszl A Juhász A Mile M Buglyó Á Rózsa B Pósafalvi A Kiss L