Neue Verapamil-Derivate überwinden multidrug resistance im Nierenzellkarzinom und in transgenen Mäusen, die das menschliche MDR1-Gen exprimieren

Zusammenfassung

Die Vielfach-Resistenz (multidrug resistance) des Nierenzellkarzinoms wird vor allem durch die Expression des menschlichen MDR1-Genes verursacht und zeichnet sich durch eine weitgefßte Kreuzresistenz gegenüber vielen Chemotherapeutika natürlichen Ursprungs aus. Diese Resistenz kann durch die Gabe von sogenannten Chemosensitivierern überwunden werden, die die Funktion des MDR1-Genproduktes, P-Glykoprotein, hemmen. Die Entwicklung neuer Chemosensitivierer mit geringeren Nebenwirkungen und erhöhter Fähigkeit, Resistenz zu durchbrechen, besitzt hohe Priorität in der aktuellen Resistenzforschung. Wir haben 4 neue Verapamil-Derivate an 21 menschlichen Nierenzellkarzinomen in vitro und zusätzlich in einem MDR-transgenen Mausmodell untersucht. Diese Mäuse exprimieren das menschliche MDR1-Gen in ihren Knochenmarkzellen, und das Zählen der peripheren weißen Blutzellen stellt ein einfaches, schnelles und zuverlässiges System dar, um einen Überblick über die Potenz von Chemosensitivierern in vivo zu gewinnen.

Wir zeigen hier, daß alle 4 Medikamente die multidrug resistance in Primärkulturen menschlicher Nierenzellkarzinome nachhaltig überwinden können, wenn sie mit Vinblastin-Chemotherapie kombiniert werden. Eine ähnliche, aber schwächere Wirkung fand sich in Kombination mit Doxorubicin- oder Daunomycin-Chemotherapie. Unsere In-vivo-Daten lassen erkennen, daß 2 der Chemosensitivierer auch in höheren Konzentrationen nur eine geringe Toxizität aufweisen, und daß sie in niedrigen und klinisch erreichbaren Konzentrationen stärker als die beiden anderen Substanzen und der Referenzchemosensitivierer R-Verapamil wirken. Diese Ergebnisse machen die 2 neuen Medikamente zu attraktiven Kandidaten für künftige klinische Studien.

Abstract

Multidrug resistance in human renal cell carcinoma is mainly caused by expression of the MDR1 gene and is characterized by a broad spectrum cross resistance to many natural product chemotherapeutic agents. This resistance can be overcome by applying chemosensitizers which inhibit the function of the MDR1 gene product P-glycoprotein. The development of new reversing agents with fewer side effects and a higher potency in modifying resistance is a high priority of research on drug resistance. We have evaluated 4 new verapamil derivatives on 21 primary human renal cell carcinomas in vitro, and also tested them in an MDR-transgenic mice model. These mice express the human MDR1 gene in their bone marrow cells and measurement of their white blood counts provides a simple, rapid and reliable system to screen for the potency of MDR-reversing agents in vivo.

We demonstrate here that all 4 drugs are effective in reversing multidrug resistance in primary cultures of human renal cell carcinomas when used in combination with vinblastine chemotherapy, and to a lesser extent with doxorubicin or daunomycin chemotherapy. Our in vivo data indicate that two of these reversing agents display low toxicity at high concentrations and are more effective at low, clinically achievable concentrations, than the other two drugs and R-verapamil. These results make the two new drugs attractive candidates to be taken into clinical trials.

Key-Words

Human renal cell carcinoma - MDR1 gene - R-verapamil - MDR-transgenic mice - Chemosensitization