トリプルネガティブ乳癌細胞はカルデノライドに対して異なる感受性を示す

Triple-Negative Breast Cancer Cells Exhibit Differential Sensitivity to Cardenolides from .

• Petra J Pederson
• Shengxin Cai
• Chase Carver
• Douglas R Powell
• April L Risinger
• Tanja Grkovic
• Barry R O'Keefe
• Susan L Mooberry
• Robert H Cichewicz

抄録

三陰性乳癌（TNBC）は、標的とする治療法が確立されていない侵攻性の不均一な癌である。我々は、異なる分子ドライバーを持つ多様な細胞株を用いて、TNBCのサブグループの新たなリードを同定するためのスクリーニングプログラムを実施した。このプログラムを通じて、BT-549細胞に選択的な細胞毒性をもたらす抽出物を、他の4つのTNBC細胞株と比較して同定しました。BT-549選択的抽出物のバイオアッセイ誘導分画により、選択的活性に関与する9種類のカルデノライドが得られました。その中には既知の8種類のカルデノライドと新規のカルデノライド配糖体が含まれていた。これらのカルデノライドの構造活性相関を調べたところ，BT-549細胞に対する相対的な力価とNa/K ATPase阻害作用との間に相関が認められた。BT-549細胞に対する選択性が最も高い化合物であるカロトロピンは、感受性細胞の細胞内Caを、耐性細胞であるMDA-MB-231細胞よりも大きな範囲で増加させた。さらに、カルデノライドに高い感受性を示す第二のTNBC細胞株であるHs578Tを同定し、感受性細胞株間の共通性を明らかにするために機構論的研究を行った。実験の結果、カルデノライド感受性細胞株は抵抗性TNBC細胞に比べて、Na/Ca交換体NCX1のmRNAレベルが高いことが示された。このことから、NCX1は、抗がん剤として心臓配糖体を臨床投与することで利益を得る可能性のあるTNBC患者を同定するためのバイオマーカーである可能性が示唆された。

Triple-negative breast cancers (TNBC) are aggressive and heterogeneous cancers that lack targeted therapies. We implemented a screening program to identify new leads for subgroups of TNBC using diverse cell lines with different molecular drivers. Through this program, we identified an extract from that caused selective cytotoxicity in BT-549 cells as compared to four other TNBC cell lines. Bioassay-guided fractionation of the BT-549 selective extract yielded nine cardenolides responsible for the selective activity. These included eight known cardenolides and a new cardenolide glycoside. Structure-activity relationships among the cardenolides demonstrated a correlation between their relative potencies toward BT-549 cells and Na/K ATPase inhibition. Calotropin, the compound with the highest degree of selectivity for BT-549 cells, increased intracellular Ca in sensitive cells to a greater extent than in the resistant MDA-MB-231 cells. Further studies identified a second TNBC cell line, Hs578T, that is also highly sensitive to the cardenolides, and mechanistic studies were conducted to identify commonalities among the sensitive cell lines. Experiments showed that both cardenolide-sensitive cell lines expressed higher mRNA levels of the Na/Ca exchanger NCX1 than resistant TNBC cells. This suggests that NCX1 could be a biomarker to identify TNBC patients that might benefit from the clinical administration of a cardiac glycoside for anticancer indications.