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Titre
Translational steps towards the clinical application of TAT-Cx43266-283 for the treatment of glioblastoma: EGFR as a predictor and mediator of treatment response, and positive results in combination with tumor resection in a preclinical model
Autor(es)
Director(es)
Sujet
Tesis y disertaciones académicas
Universidad de Salamanca (España)
Tesis Doctoral
Academic dissertations
Tratamiento
Glioblastoma
neurociencias
Clinical Protocols
Clasificación UNESCO
2490 Neurociencias
Fecha de publicación
2023
Resumen
[ES] Los glioblastomas (GBM) son los tumores cerebrales primarios más malignos y, actualmente, siguen
siendo incurables. A pesar del tratamiento estándar actual, que implica la resección quirúrgica del tumor y la administración adyuvante de quimioterapia y radioterapia, algunas células madre de GBM (GSCs) permanecen en el parénquima cerebral, convirDéndose en una de las principales causas de recurrencia del tumor. Cabe destacar que el pépDdo inhibidor de Src TAT-Cx43266-283 ha mostrado
resultados anDtumorales prometedores en modelos preclínicos de GBM, reduciendo la viabilidad de las GSCs y aumentando la supervivencia en modelos murinos de GBM. Sin embargo, puesto que somos conscientes de los numerosos obstáculos que hay que superar para trasladar los resultados
preclínicos al ámbito clínico, hemos invesDgado algunas de estas barreras, con el fin de promover el progreso de TAT-Cx43266-283 como nueva terapia clínica para combaDr el GBM.
En primer lugar, invesDgamos biomarcadores de respuesta al tratamiento, con el fin de diseñar un
enfoque terapéuDco más específico en potenciales aplicaciones clínicas. Para ello, evaluamos la viabilidad celular tras el tratamiento con TAT-Cx43266-283 en un conjunto de 13 líneas de GSC derivadas de pacientes. Curiosamente, encontramos una mayor respuesta al tratamiento en aquellas GSCs de pacientes que presentaban alteraciones en el Receptor del Factor de Crecimiento Epidérmico (EGFR)
(amplificación del EGFR o mutación EGFRvIII). Además, analizando bases de datos de pacientes con GBM, encontramos una correlación entre las alteraciones de EGFR y una mayor acDvidad Src, así como peores resultados de supervivencia. El papel de EGFR como biomarcador de respuesta al tratamiento se confirmó en 6 líneas murinas de GBM con y sin alteraciones de EGFR. Es importante destacar que el tratamiento con TAT-Cx43266-283 fue más eficaz que la quimioterapia estándar con temozolomida
(TMZ) o el inhibidor clásico de EGFR, erloDnib, en nuestros modelos in vitro de GSC murinas y
humanas. Además, idenDficamos a EGFR como un parDcipante adicional en la respuesta a TAT-Cx43266-
283 junto con Src, como lo demuestra la disminución de la acDvidad del EGFR y del EGFRvIII observada en algunas GSCs tratadas, y el aumento de la supervivencia tras la administración de TAT-Cx43266-283
en un modelo de ratón en el que los tumores fueron generados por NSCs con EGFR y otras mutaciones generadoras de glioma (células NPE-IE).
A conDnuación, estudiamos el efecto de TAT-Cx43266-283 en un contexto más clínico administrando el tratamiento en un modelo murino de resección tumoral. Además, analizamos la histopatología de este modelo de GBM, descubriendo caracterísDcas histológicas cpicas del GBM humano, como necrosis, bordes invasivos y la presencia de múlDples focos proliferaDvos diseminados fuera de la
masa tumoral primaria. Descubrimos que la resección por sí sola podía mejorar, aunque no significaDvamente, la supervivencia de los ratones portadores de GBM. Sin embargo, los tumores que volvían a crecer tras la resección mostraban caracterísDcas más agresivas. Es importante destacar que la combinación de resección tumoral y TAT-Cx43266-283 logró los mejores datos de supervivencia de los
ratones con GBM, así como una reducción de la invasividad de dichos tumores.
En conjunto, estos resultados sirven de base para futuras invesDgaciones clínicas y, junto con estudios
anteriores, apoyan el potencial terapéuDco de TAT-Cx43266-283 como tratamiento para el GBM.
[EN] Glioblastomas (GBM) are the most malignant primary brain tumors and they remain incurable.
Despite the current standard of care, which involves surgical resection of the tumor and adjuvant
administration of chemotherapy and radiotherapy, some GBM stem cells (GSCs) stay in the brain
parenchyma becoming one of the primary causes of tumor recurrence. Importantly, the Src-inhibitory pepDde TAT-Cx43266-283 has shown promising anD-tumor results in GBM preclinical models, reducing GSC viability and increasing survival in GBM-bearing mice. However, being aware of the many
obstacles to overcome when translaDng preclinical results into a clinical seKng, we have invesDgated
some of these main gaps in order to promote the progress of TAT-Cx43266-283 as a new clinical therapy
to fight GBM.
First, we invesDgated biomarkers of treatment response in order to design a more targeted therapeuDc approach in potenDal clinical applicaDons. For that purpose, we assessed cell viability
aOer treatment with TAT-Cx43266-283 , in a set of 13 paDent-derived GSC lines. InteresDngly, we found a stronger treatment response in those paDent GSCs that had alteraDons in the Epidermal Growth
Factor Receptor (EGFR) (EGFR amplificaDon or EGFRvIII mutaDon). AddiDonally, analyzing GBM paDent databases, we found a correlaDon between EGFR alteraDons and a higher Src acDvity, as well as worse survival outcomes. The role of EGFR as a treatment-response biomarker were confirmed in 6 murine GBM lines with and without EGFR alteraDons. Importantly, we found that treatment with TAT-Cx43266-
283 was more effecDve than the standard-of-care chemotherapeuDc temozolomide (TMZ) or the classical EGFR inhibitor, erloDnib, in our murine and human GSC models. Moreover, we idenDfied EGFR as an addiDonal parDcipant in TAT-Cx43266-283 response together with Src, as shown by the decrease in EGFR and EGFRvIII acDvity observed in some GSCs and the increased survival upon TATCx43266-
283-administraDon in a mouse model in which tumors were generated by NSCs with EGFR and other glioma-driver mutaDons (NPE-IE cells).
Next, we studied the effect of TAT-Cx43266-283 in a clinical context by administering the treatment in a murine model of tumor resecDon. We addiDonally analyzed the histopathology of this GBM model, uncovering histological features typical of human GBM, such as necrosis, invasive borders, and the presence of mulDple proliferaDve spread foci outside the primary tumor mass. We found that resecDon alone improved, although not significantly, GBM-bearing mice survival. However, tumors that regrew aOer resecDon exhibited more aggressive features. Importantly, the combinaDon of tumor resecDon and TAT-Cx43266-283 achieved beZer survival outcomes and showed reduced invasive features.
Altogether, these results serve as a base for future clinical invesDgaDons and, together with previous studies, support the therapeuDc potenDal of TAT-Cx43266-283 as a treatment for GBM.
Description
Versión abreviada de la tesis depositada en virtud del Reglamento de Doctorado de la Universidad de Salamanca, aprobado por Consejo de Gobierno de 25 de Octubre de 2011, modificado por Comisión Permanente del Consejo de Gobierno de 18 de Julio de 2013, por el Consejo de Gobierno de 26 de junio de 2014 y de 29 de enero de 2015
URI
DOI
10.14201/gredos.159048
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