BRCA2 돌연변이 췌장암에서 PARP 억제로 인한 Oxaliplatin의 항종양효과 규명 연구

Abstract

Purpose: Cisplatin and gemcitabine with or without veliparib, a poly-(ADP-ribose) polymerase (PARP) inhibitor, significantly inhibit BRCA2-mutant pancreatic cancer. However, the relative efficacy of these treatment regimens compared to that of FOLFIRINOX, a new chemotherapeutic regimen for treating pancreatic cancer, is unknown. BRCAness-associated mutations may be promising prognostic markers for oxaliplatin-based regimens such as FOLFIRINOX. In this study, we evaluated the combined effects of a PARP inhibitor, olaparib, and oxaliplatin for the treatment of BRCA2-mutant pancreatic cancer, using a BRCA2-deficient pancreatic cancer cell line (Capan-1). Materials and Methods: Olaparib, a PARP inhibitor, has been evaluated in the BRCA2-deficient pancreatic cancer cell line (Capan-1) and the BRCA2 wild-type pancreatic cancer cell line (Miapaca-1). The antitumor effects of Olaparib and Oxaliplatin in Capan-1 were further analyzed by cell viability, combination index, western blotting, Immunofluorescence stating, flow cytometry, apoptosis assays and in vivo study. Results: Capan-1 cells were more sensitive to olaparib than the BRCA2 wild-type pancreatic cancer cell line (MIA PaCa-2). Compared to cisplatin, oxaliplatin showed better synergistic effects in Capan-1 cells when combined with olaparib. Olaparib showed synergistic effects with oxaliplatin in Capan-1 cells alone. The combination of oxaliplatin and olaparib inhibited molecules involved in the DNA repair pathway and increased the level of apoptosis and led to the accumulation of DNA damage markers. Additionally, this combination confirmed significant in vivo antitumor activity in a Capan-1 cell xenograft model compared to monotherapy. Conclusion: The olaparib, a PARP1 inhibitor, combined with oxaliplatin exhibited significant anti-tumor effects in pancreatic cells with BRCA2 mutations. Unlike cisplatin, oxaliplatin induced BRCAness by inhibiting CDK1 function, allowing the PARP inhibitor to function effectively in Capan-1 cells. Further studies are required to assess the combination of PARP inhibitor with DDR inhibitors for anti-cancer efficacy in Homologous recombination DNA repair proficient BRCA wild-type pancreatic cancer cells.

|최근 Cisplatin/gemcitabine 단독과 poly ADP-ribose polymerase (PARP) 억제제인 veliparib의 조합을 평가했고 BRCA2 돌연변이 췌장암 환자의 표준치료로써 상당한 활성을 나타냈다[34]. 이 환자 집단에서 cisplatin과 gemcitabine이 췌장암에 대한 최첨단 화학요법인 FOLFRINOX 보다 우수한지 여부는 불분명하다. BRCAness 관련 돌연변이는 oxaliplatin 기반 화학 요법에 대한 유망한 예측 마커가 될 수 있음을 시사 함으로 oxaliplatin과의 PARP 억제제의 조합 요법의 효능을 평가하였다. BRCA2 결손 돌연변이 췌장암 세포주(Capan-1)는 BRCA2 wild type 췌장암 세포주(MIA PaCa-2)에 비해 olaparib에 더 민감하다. Capan-1은 oxaliplatin 및 olaparib과 함께 치료했을 때 cisplatin보다 더 좋은 시너지 효과를 보였다. olaparib은 BRCA2 결손 돌연변이 췌장암세포에서만 oxaliplatin과 상승 작용을 하였다. Cisplatin과 달리 oxaliplatin은 Capan-1에서 CDK1 활성과 BRCA1 활성을 억제하였다. 또한 oxaliplatin과 olaparib의 조합은 DNA repair 기전에 관여하는 분자들을 억제하였고 DNA 손상 마커의 축적 증가와 세포자멸사 증가를 확인했다. 또한 동물 실험에서도 이와 같은 효과를 확인 하였다. 이를 통해 Capan-1에서 olaparib과의 병용투여에 oxaliplatin 이 더 효과적일 것으로 판단하였다. 우리의 연구는 oxaliplatin과 조합된 PARP1 억제제가 BRCA2 결손 돌연변이가 있는 췌장암세포에서 항종양 효과를 갖는다는 것을 발견했다. 또한 우리 연구는 oxaliplatin 자체가 CDK1의 기능을 억제하여 BRCA1 기능 장애를 일으키고 PARP1 억제제가 효과적으로 기능하도록 함으로써 BRCAness를 일으킬 수 있음을 발견하였다. 본 연구는 oxaliplatin이 BRCA2 결손 돌연변이 및 HRD 췌장암세포에서 cisplatin보다 더 효과적일 수 있음을 제안한다.