The contribution of immune cells to the anticancer activity of α-N-heterocyclic thiosemicarbazones with a special focus on immunogenic cell death

Thiosemicarbazone (TSC) sind kleine Molekule, die Metallkomplexe bilden konnen. Ihre biologischen Eigenschaften reichen von antimykotischen, antiviralen uber antibakteriellen bis hin zu krebsbekampfenden Aktivitaten. 3-Aminopyridin-2-carboxylaldehyd TSC, auch bekannt unter 3-AP oder Triapine, ist ein vielversprechender Kandidat fur die TSC-basierte Krebstherapie. Triapine wurde bereits in mehreren klinischen Phasen I und II Studien getestet. Daruber hinaus befindet sich Triapine seit kurzem in einer klinischen Phase III Studie, in der der Wirkstoff gemeinsam mit Strahlentherapie und Cisplatin gegen fortgeschrittenen Gebarmutterhals- und Vaginalkrebs untersucht wird. Weitere TSC, wie DpC und Coti-2 sowie das von unserem Kooperationspartner am Institut fur anorganischen Chemie (Universitat Wien) neu synthetisierte Triapinederivat Me2NNMe2 sind von starkem Interesse, da sie im Vergleich zu Triapine eine hohere krebsbekampfende Wirksamkeit in der Zellkultur aufweisen. DpC und Coti-2 wurden bereits in klinischen Phase I Studien getestet. Bezugnehmend auf die Wirkung von TSC auf Krebszellen wurde gezeigt, dass eine Behandlung zu ER Stress in den Zellen fuhrt und im Falle von Me2NNMe2, DpC und Coti-2 ein bestimmter Zelltod, namens Paraptose, ausgelost werden kann. Interessanterweise haben vorhergegangene Experimente unserer Gruppe eine Abhangigkeit der TSC Aktivitaten, vor allem von Triapine, von der Prasenz des Immunsystems nahegelegt. Auserdem wird vermutet, dass eine Behandlung mit TSC zu immunogenem Zelltod (IZT) fuhrt. Der IZT ist eine Form des programmierten Zelltodes und stimuliert das Immunsystem durch die Expression von Calreticulin (CRT) gemeinsam mit der Freisetzung von ATP und dem High-Mobility-Group-Protein B1. Das Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der Wechselwirkung von Triapine mit dem Immunsystem und in weiterer Folge die Fahigkeit von Me2NNMe2, DpC, Coti-2 und Triapine IZT in vitro und in vivo zu induzieren. Als ersten Schritt wurde die Abhangigkeit von Triapine’s Wirksamkeit von zytotoxischen T Zellen mit Hilfe von CD8-blockierende Antikorper bestatigt. Danach wurde der Einfluss von einer Triapinebehandlung auf die tumor-infiltrierenden Immunzellpopulationen untersucht. Anschliesende ex vivo Co-Kulturexperimente zeigten, dass Triapine einen stimulierten zytotoxischen Effekt auf Milzzellen, welche zuvor von tumortragenden Mausen isoliert wurden, gegen Krebszellen haben. Schlieslich wurde die Auslosung von IZT Merkmalen in Krebszellen durch TSC Behandlung nachgewiesen, wobei nur COT-2 keinen Effekt hatte. Weiterfuhrend wurde mit Hilfe von „Impfexperimenten“ untersucht, ob die genannten TSC alleine oder in Kombination mit Cisplatin einen IZT in vivo in CT-26 Allograftmodellen auslosen. Unsere ersten Ergebnisse zeigten, dass eine Immunisierung in manchen Mausen, welche mit DpC-Cisplatin behandelten Zellen geimpft worden sind, stattgefunden hat. Zusammengefasst weisen unsere Resultate daraufhin, dass die krebsbekampfende Wirkung von Triapine stark von der Aktivitat des Immunsystems abhangig ist. Daruber hinaus fanden wir erste Hinweise, dass Me2NNMe2, DpC und Triapine vielversprechende Kandidaten als Ausloser eines IZT sind.