Please use this identifier to cite or link to this item:
https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/27739Full metadata record
| DC Field | Value | Language |
|---|---|---|
| dc.contributor.author | Μαυροειδής, Λεωνίδας | el |
| dc.date.accessioned | 2016-11-29T08:43:27Z | - |
| dc.date.available | 2016-11-29T08:43:27Z | - |
| dc.identifier.uri | https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/27739 | - |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.26268/heal.uoi.3284 | - |
| dc.rights | An error occurred on the license name. | * |
| dc.rights.uri | An error occurred getting the license - uri. | * |
| dc.subject | Μετρονομική χημειοθεραπεία | el |
| dc.subject | Βινορελμπίνη | el |
| dc.subject | Αντιαγγειογένεση | el |
| dc.subject | Υποξία | el |
| dc.subject | Αντίσταση στη θεραπεία | el |
| dc.title | Μελέτη συγχορήγησης μετρονομικής βινορελμπίνης και αντιαγγειογενετικών φαρμάκων μοριακής στόχευσης σε καλλιέργεια ενδοθηλιακών κυττάρων ανθρώπινου πλακούντα | el |
| dc.title | Metronomic vinorelbine combined with targeted antiangiogenic agents in human umbilical vein endothelial cells | en |
| heal.type | doctoralThesis | - |
| heal.type.en | Doctoral thesis | en |
| heal.type.el | Διδακτορική διατριβή | el |
| heal.secondaryTitle | διερεύνηση συνεργίας σε κυτταρικό και μοριακό επίπεδο | el |
| heal.secondaryTitle | investigation of synergism in cellular and molecular level | en |
| heal.classification | Χημειοθεραπεία | el |
| heal.language | el | - |
| heal.access | free | - |
| heal.recordProvider | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Επιστημών Υγείας. Τμήμα Ιατρικής | el |
| heal.publicationDate | 2016 | - |
| heal.bibliographicCitation | Βιβλιογραφία : σ. 144-164 | el |
| heal.abstract | Η μετρονομική χημειοθεραπεία ορίζεται ως η παρατεταμένη, αδιάλειπτη χορήγηση χαμηλών μη τοξικών δόσεων χημειοθεραπευτικών. Η βινορελμπίνη είναι ένα ημισυνθετικό αλκαλοειδές της vinca που έχει το πλεονέκτημα της p.os χορήγησης, γεγονός που ευνοεί τη χρήση της σε πρωτόκολλα χρόνιας χορήγησης χημειοθεραπευτικών όπως είναι η περίπτωση της μετρονομικής χημειοθεραπείας. Μελέτες τύπου φάσης Ι και ΙΙ έδειξαν ότι η μετρονομική χημειοθεραπεία με βινορελμπίνη ασκεί παρατεταμένη αντί-νεοπλασματική δράση. Λαμβάνοντας υπ’ όψιν τις χαμηλές νανομοριακές συγκεντρώσεις του φαρμάκου, την αμελητέα τοξικότητα και το προφίλ των αγγειογενετικών παραγόντων που παρατηρήθηκαν στο αίμα ασθενών που ανταποκρίθηκαν στη θεραπεία, η κλινική δράση του πρωτοκόλλου πιθανώς αποδίδεται σε αντιαγγειογενετικό μηχανισμό. Ως εκ τούτου, εξετάσαμε εάν η κλινικά εφικτή μετρονομική συγκέντρωση ασκεί αντιαγγειογενετική δράση in vitro. Διαπιστώσαμε ότι τα 10nM βινορελμπίνης ανέστειλαν κρίσιμες λειτουργίες της αγγειογένεσης. Συγκεκριμένα, η μετρονομική συγκέντρωση βινορελμπίνης ανέστειλε τη μετανάστευση των ενδοθηλιακών κυττάρων και τη δημιουργία ενδοθηλιακών σωλήνων χωρίς ωστόσο να επάγει τον κυτταρικό θάνατο, εν αντιθέσει με τη συμβατική συγκέντρωση του 1μΜ που ήταν τοξική. Επιπλέον η μετρονομική βινορελμπίνη ανέστειλε τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό και τη δημιουργία αγγειογενετικών εκβλαστήσεων. Στη συνέχεια διερευνήσαμε το μηχανισμό αυτής της ανασταλτικής επίδρασης. Διαπιστώσαμε ότι η χαμηλή συγκέντρωση των 10nM μετέβαλε τη μορφολογία του δικτύου των μικροσωληνίσκων εύρημα συμβατό με την αντιαγγειογενετική της δράση. Ωστόσο, θεωρήσαμε ότι υπεισέρχονται επιπρόσθετοι μηχανισμοί που εμπλέκουν κρίσιμα μονοπάτια της αγγειογένεσης όπως του Notch και του VEGF. Το μονοπάτι του Notch προσδιορίζει το φαινότυπο των ενδοθηλιακών κυττάρων σε tip/stalk cell και καταστέλλει την αγγειογενετική εκβλάστηση ελαττώνοντας τα επίπεδα του VEGFR2. Διαπιστώσαμε ότι τα 10nM βινορελμπίνης αύξησαν τα επίπεδα του mRNA του γονιδίου στόχου του Notch, HEY1 χωρίς ωστόσο να αυξήσουν τα επίπεδα του NICD (Notch Intracellular Domain) ενώ ο αναστολέας της γ-σεκρετάσης DBZ δεν κατέστειλε τα επίπεδα του HEY1 σημαντικά. O N F ^ και η JNK διασταυρώνονται με το μονοπάτι του Notch και αυξάνουν τα επίπεδα των γονιδίων στόχου του Notch. Διαπιστώσαμε ότι η μετρονομική συγκέντρωση βινορελμπίνης οδήγησε σε μετακίνηση του N F ^ στον πυρήνα και φωσφορυλίωση της JNK. Ωστόσο ο αναστολέας ΙΙΙ της ΙΚΚ και ο αναστολέας ΙΙ της JNK δεν εμπόδισαν την επίδραση στο HEY1, εύρημα που υποδηλώνει ότι η δράση αυτή δεν αποδίδεται σε ενεργοποίηση των N F ^ και JNK. Επιπλέον η αύξηση του HEY1 παραδόξως συνοδεύτηκε από μικρή αύξηση των επιπέδων του mRNA του VEGFR2 χωρίς ωστόσο να επηρεαστούν τα πρωτεϊνικά επίπεδα και η φωσφορυλίωση του VEGFR2. Κλινικές μελέτες έδειξαν ότι οι αντιαγγειογενετικές θεραπείες έχουν παροδική επίδραση καθώς οι όγκοι γίνονται τελικά ανθεκτικοί στη θεραπεία. Η επαγόμενη από τη θεραπεία υποξία θεωρείται ο μέγας ενορχηστρωτής αυτής της αντίστασης. Εξετάσαμε εάν η σοβαρή υποξία μεσολαβεί αντίσταση και στη δράση της μετρονομικής βινορελμπίνης. Διαπιστώσαμε ότι η σοβαρή υποξία δεν επηρέασε τη δυνατότητα της μετρονομικής βινορελμπίνης να αναστέλλει τη μετανάστευση των ενδοθηλιακών κυττάρων, το σχηματισμό ενδοθηλιακών σωλήνων και την αγγειογενετική εκβλάστηση. Ωστόσο προκάλεσε αντίσταση στην αντί- πολλαπλασιαστική της δράση. Διερευνήσαμε το μηχανισμό της υποξικής αντίστασης μελετώντας την απόπτωση και τον κυτταρικό κύκλο. Η σοβαρή υποξία εξασθένισε τη δυνατότητα της μετρονομικής βινορελμπίνης να προκαλεί στάση του κυτταρικού κύκλου στη G2/M φάση καθώς προκάλεσε μετακίνηση του κυτταρικού πληθυσμού στη G1 φάση και ελάττωσε τον αριθμό των κυττάρων στην S φάση μέσω αύξησης της έκφρασης του κυκλινό-εξαρτώμενου αναστολέα κινάσης p27kip. Επιπλέον η σοβαρή υποξία περιόρισε την προ-αποπτωτική δράση της μετρονομικής βινορελμπίνης. Μελετήσαμε το ενδογενές μιτοχονδριακό μονοπάτι το οποίο εμπλέκεται στον κυτταρικό θάνατο που προκαλείται από τα αλκαλοειδή της vinca. Διαπιστώσαμε ότι η μετρονομική βινορελμπίνη ελάττωσε το λόγο Bcl-2/Bax στη νορμοξία. Η σοβαρή υποξία ελάττωσε το λόγο Bcl-2/Bax χωρίς ωστόσο να προάγει τον κυτταρικό θάνατο ενώ η μετρονομική βινορελμπίνη δεν κατέστειλε το λόγο περαιτέρω. Ως εκ τούτου η μετρονομική βινορελμπίνη επέδειξε αδυναμία να ρυθμίσει το λόγο Bcl-2/Bax στη σοβαρή υποξία. Το γεγονός αυτό πιθανώς εξηγεί την εξασθενισμένη προ-αποπτωτική της δράση στη σοβαρή υποξία. Στη συνέχεια διερευνήσαμε το μηχανισμό επιβίωσης των ενδοθηλιακών κυττάρων στη σοβαρή υποξία παρά το χαμηλό λόγο Bcl-2/Bax. Οι μιτοχονδριακές δραστικές μορφές οξυγόνου προάγουν την οξείδωση της καρδιολιπίνης συντελώντας στη χαλαρή σύνδεση του κυτοχρώματος C και τη δίοδο του από τον πόρο Bax. Διαπιστώσαμε ότι η σοβαρή υποξία ελάττωσε τα επίπεδα του μιτοχονδριακού σουπεροξειδίου. Αυτό ενδεχομένως εξηγεί την ελαττωμένη απελευθέρωση κυτοχρώματος C ακόμη και σε περιπτώσεις που ο λόγος Bcl-2/Bax είναι χαμηλός. Τέλος αναζητήσαμε μεθόδους να ανατρέψουμε την αντίσταση στην υποξία. Αρχικά εξετάσαμε το ρόλο των δύο βασικών μονοπατιών της αγγειογένεσης με εκβλάστηση, VEGF και Notch. Γι αυτό μελετήσαμε το συνδυασμό της μετρονομικής βινορελμπίνης με sunitinib, αναστολέα του VEGFR2, και DBZ, αναστολέα της γ- σεκρετάσης. Το sunitinib ανέστειλε τον πολλαπλασιασμό των ενδοθηλιακών κυττάρων στον ίδιο βαθμό στη νορμοξία και υποξία και στον ίδιο βαθμό με τη μετρονομική βινορελμπίνη στη νορμοξία. Ωστόσο ο συνδυασμός τους δεν είχε προσθετική δράση. Το DBZ δε μετέβαλε στην ευαισθησία των ενδοθηλιακών κυττάρων στην αντί-πολλαπλασιαστική δράση της μετρονομικής βινορελμπίνης. Στη συνέχεια εξετάσαμε το ρόλο του Η^1α του βασικού ρυθμιστή της σηματοδότησης στην υποξία. Η αποσιώπηση της έκφρασης του Η^1α με παρεμβολή RNA δεν επηρέασε την ευαισθησία των HUVEC στην αντί-πολλαπλασιαστική δράση της μετρονομικής βινορελμπίνης. Τέλος εξετάσαμε την αναστολή των μονοπατιών της ERK και Akt που παίζουν σημαντικό ρόλο στην κυτταρική επιβίωση, απόπτωση και αγγειογένεση. Ο αναστολέας της ΜΕΚ U0126 και ο αναστολέας V της Akt αύξησαν την αντιπολλαπλασιαστική δράση της μετρονομικής βινορελμπίνης στη νορμοξία και σοβαρή υποξία και ανέτρεψαν την υποξική αντίσταση. Συμπερασματικά, παρέχουμε ισχυρές in vitro ενδείξεις για την αντιαγγειογενετική βάση του πρωτοκόλλου της μετρονομικής χημειοθεραπείας με βινορελμπίνη και του μηχανισμού δράσης της. Επιπλέον δείξαμε ότι η σοβαρή υποξία προκάλεσε αντίσταση στην αντιπολλαπλασιαστική δράση της μετρονομικής βινορελμπίνης και ότι η αναστολή των μονοπατιών της Akt και ERK ανέστρεψαν αυτή την αντίσταση. Ο συνδυασμός της μετρονομικής βινορελμπίνης με αναστολείς της ERK και Akt αξίζει περαιτέρω διερεύνησης. | el |
| heal.abstract | Metronomic chemotherapy is the protracted dose dense administration of low sub-toxic doses of chemotherapy. Vinorelbine is a semisynthetic vinca alkaloid with the additional advantage of the oral formulation which favors its use in the chronic administration protocol of metronomic chemotherapy. Clinical studies have demonstrated that the metronomic administration of vinorelbine creates sustainable anti-tumor efficacy. Considering the low nanomolar concentrations of the drug, the negligible toxicity and the profile of circulating angiogenic biomarkers we speculated that the antitumor activity is most likely attributed to anti-angiogenic activity. We sought to determine whether the clinically relevant concentration is anti angiogenic in vitro. We found that 10 nM vinorelbine inhibited critical functions of the angiogenic process. In particular, it inhibited human umbilical vein endothelial cell (HUVEC) migration and tube formation without simultaneous induction of cell death as opposed to the conventional concentration of 1 μΜ which was toxic. Moreover metronomic vinorelbine inhibited HUVEC proliferation and angiogenic sprouting. We next investigated the mechanism of this inhibitory effect. Apart from the direct anti-tubular activity that was observed we also examined Notch signaling. Notch pathway is a critical coordinator of tip/stalk cell specification and is known to suppress angiogenic sprouting by downregulating VEGFR2. We found that 10nM vinorelbine increased the mRNA of the Notch target gene Hey1 without concomitant increase of the Notch Intracellular Domain (NICD). N F ^ and JNK have been shown to cross talk with Notch and upregulate its target genes. We found that the metronomic concentration of vinorelbine induced the translocation of the N F ^ subunits in the nucleus and JNK phosphorylation. However the IKK inhibitor iii and JNK inhibitor ii did not block the effect on Hey1 mRNA suggesting that is not attributable to N F ^ and JNK pathway activation. Moreover the upregulation of Hey1 mRNA was unexpectedly followed by a small increase of VEGFR2 mRNA without altering VEGFR2 protein expression and phosphorylation. Clinical studies have shown that anti-angiogenic therapies have an ephemeral effect since tumors become eventually refractory to therapy. Treatment-induced hypoxia emerges as a major mechanism of resistance. We investigated whether severe hypoxia mediates resistance to metronomic vinorelbine treatment. We showed that severe hypoxia did not alter the ability of metronomic vinorelbine to inhibit endothelial cell migration, tube formation and sprouting. However severe hypoxia mediated resistance to its anti-proliferative action. To investigate this hypoxic resistance we examined cell cycle and apoptosis. Severe hypoxia attenuated the ability of metronomic vinorelbine to induce G2/M arrest as it shifted the cell population to the G1 phase and decreased the fraction of the cells in the DNA synthesis S phase through upregulation of the cyclin-dependent kinase (cdk) inhibitor p27kip. Furthermore severe hypoxia lessened the pro-apoptotic action of metronomic vinorelbine. We examined the intrinsic mitochondrial apoptotic pathway as it is implicated in the cell death caused by vinca alkaloids. We found that metronomic vinorelbine decreased the Bcl-2/Bax ratio in normoxia. Surprisingly the Bcl-2/Bax ratio was also reduced in severe hypoxia without simultaneous induction of the cell death and metronomic vinorelbine did not further reduce the ratio. Metronomic vinorelbine failed to regulate the Bcl-2/Bax ratio in severe hypoxia and this may account for its decreased pro-apoptotic activity. We also questioned the mechanism of survival of endothelial cells in severe hypoxia despite the low Bcl- 2/Bax ratio. Mitochondrial reactive oxygen species are required for cardiolipin oxidation which results in a loose attachment of cytochrome C. The latter renders cytochrome C able to pass through bax pore. We showed that severe hypoxia decreased mitochondrial superoxide production. Low superoxide may explain decreased cytochrome C release even with low Bcl-2/Bax ratio. Finally we sought to find ways to overcome this hypoxic resistance. At first we examined the impact of two major pathways of sprouting angiogenesis. We investigated the combination of metronomic vinorelbine with sunitinib which is a VEGFR2 inhibitor and DBZ which is γ-secretase inhibitor that suppresses Notch signaling. Sunitinib inhibited proliferation to the same extent in normoxia and severe hypoxia and to the same extent as metronomic vinorelbine in normoxia. However the combination had no additive effect. DBZ did not alter the sensitivity of endothelial cells to the anti-proliferative action of metronomic vinorelbine. We next investigated the role of H IF-^ the master regulator of hypoxia. Suppression of HIF-^ protein levels by RNA interference did not alter the sensitivity of HUVECs to the anti proliferative action of metronomic vinorelbine. Finally, we inhibited Akt and ERK which play critical role in cell survival, apoptosis and angiogenesis. The MEK inhibitor U0126 and the Akt inhibitor V increased the anti-proliferative effect of metronomic vinorelbine in normoxia and severe hypoxia and reversed the hypoxic resistance. In conclusion, we provide evidence for the anti-angiogenic basis of metronomic vinorelbine and its mechanism of action. We show that severe hypoxia confers resistance to its anti-proliferative activity and that ERK and Akt inhibition restored its effectiveness. Combination strategies with these agents warrant further investigation. | en |
| heal.advisorName | Παππάς, Περικλής | el |
| heal.committeeMemberName | Καλόφωνος, Χαράλαμπος | el |
| heal.committeeMemberName | Κωνσταντή, Μαρία | el |
| heal.committeeMemberName | Μαρσέλος, Μάριος-Αθανάσιος | el |
| heal.committeeMemberName | Μπριασούλης, Ευάγγελος | el |
| heal.committeeMemberName | Βασιλόπουλος, Γεώργιος | el |
| heal.committeeMemberName | Παππάς, Περικλής | el |
| heal.committeeMemberName | Χατζημιχαήλ, Ελευθερία | el |
| heal.academicPublisher | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Επιστημών Υγείας. Τμήμα Ιατρικής | el |
| heal.academicPublisherID | uoi | - |
| heal.numberOfPages | 164 σ. | - |
| heal.fullTextAvailability | true | - |
| Appears in Collections: | Διδακτορικές Διατριβές - ΙΑΤ | |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Δ.Δ. ΜΑΥΡΟΕΙΔΗΣ ΛΕΩΝΙΔΑΣ 2016 .pdf | 7.21 MB | Adobe PDF | View/Open |
This item is licensed under a Creative Commons License
