Published December 1, 2017 | Version v1
Publication Open

Pan-mTOR inhibitor MLN0128 is effective against intrahepatic cholangiocarcinoma in mice

  • 1. Eastern Hepatobiliary Surgery Hospital
  • 2. Second Military Medical University
  • 3. University of California, San Francisco
  • 4. China Agricultural University
  • 5. Sichuan University
  • 6. Guizhou Provincial People's Hospital
  • 7. Peking University
  • 8. Peking University Cancer Hospital
  • 9. Hubei University of Chinese Medicine
  • 10. PLA 306 Hospital
  • 11. 307th Hospital of Chinese People's Liberation Army
  • 12. University of Greifswald
  • 13. University of Regensburg
  • 14. University of Sassari
  • 15. Azienda Ospedaliero Universitaria di Sassari
  • 16. Gastroenterology Hospital "Saverio de Bellis"

Description

Background & Aims

Intrahepatic cholangiocarcinoma (ICC) is a lethal malignancy without effective treatment options. MLN0128, a second generation pan-mTOR inhibitor, shows efficacy for multiple tumor types. We evaluated the therapeutic potential of MLN0128 vs. gemcitabine/oxaliplatin in a novel ICC mouse model.

Methods

We established a novel ICC mouse model via hydrodynamic transfection of activated forms of AKT (myr-AKT) and Yap (YapS127A) protooncogenes (that will be referred to as AKT/YapS127A). Genetic approaches were applied to study the requirement of mTORC1 and mTORC2 in mediating AKT/YapS127A driven tumorigenesis. Gemcitabine/oxaliplatin and MLN0128 were administered in AKT/YapS127A tumor-bearing mice to study their anti-tumor efficacy in vivo. Multiple human ICC cell lines were used for in vitro experiments. Hematoxylin and eosin staining, immunohistochemistry and immunoblotting were applied for the characterization and mechanistic study.

Results

Co-expression of myr-AKT and YapS127A promoted ICC development in mice. Both mTORC1 and mTORC2 complexes were required for AKT/YapS127A ICC development. Gemcitabine/oxaliplatin had limited efficacy in treating late stage AKT/YapS127A ICC. In contrast, partial tumor regression was achieved when MLN0128 was applied in the late stage of AKT/YapS127A cholangiocarcinogenesis. Furthermore, when MLN0128 was administered in the early stage of AKT/YapS127A carcinogenesis, it led to disease stabilization. Mechanistically, MLN0128 efficiently inhibited AKT/mTOR signaling both in vivo and in vitro, inducing strong ICC cell apoptosis and only marginally affecting proliferation.

Conclusions

This study suggests that mTOR kinase inhibitors may be beneficial for the treatment of ICC, even in tumors that are resistant to standard of care chemotherapeutics, such as gemcitabine/oxaliplatin-based regimens, especially in the subset of tumors exhibiting activated AKT/mTOR cascade. Lay summary: We established a novel mouse model of intrahepatic cholangiocarcinoma (ICC). Using this new preclinical model, we evaluated the therapeutic potential of mTOR inhibitor MLN0128 vs. gemcitabine/oxaliplatin (the standard chemotherapy for ICC treatment). Our study shows the anti-neoplastic potential of MLN0128, suggesting that it may be superior to gemcitabine/oxaliplatin-based chemotherapy for the treatment of ICC, especially in the tumors exhibiting activated AKT/mTOR cascade.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الخلفية والأهداف

سرطان الأوعية الصفراوية داخل الكبد هو ورم خبيث قاتل بدون خيارات علاج فعالة. يُظهر MLN0128، وهو الجيل الثاني من مثبطات Pan - mTOR، فعالية لأنواع متعددة من الأورام. قمنا بتقييم الإمكانات العلاجية لـ MLN0128 مقابل جيمسيتابين/أوكساليبلاتين في نموذج ماوس ICC جديد.

الأساليب

أنشأنا نموذجًا جديدًا لفأر ICC عبر العدوى الهيدروديناميكية للأشكال النشطة من الجينات الأولية AKT (myr - AKT) وYAP (YapS127A) (والتي سيشار إليها باسم AKT/YapS127A). تم تطبيق الأساليب الوراثية لدراسة متطلبات mTORC1 و mTORC2 في التوسط في تكوين الأورام المدفوع بـ AKT/YapS127A. تم إعطاء جيمسيتابين/أوكساليبلاتين و MLN0128 في الفئران الحاملة للورم AKT/YapS127A لدراسة فعاليتها المضادة للورم في الجسم الحي. تم استخدام العديد من سلالات خلايا ICC البشرية للتجارب في المختبر. تم تطبيق تلوين الهيماتوكسيلين واليوزين والكيمياء النسيجية المناعية والتخثر المناعي للتوصيف والدراسة الميكانيكية.

النتائج

عزز التعبير المشترك عن myr - AKT و YapS127A تطوير غرفة التجارة الدولية في الفئران. كان كل من مجمعي mTORC1 و mTORC2 مطلوبين لتطوير AKT/YapS127A ICC. كان لجيمسيتابين/أوكساليبلاتين فعالية محدودة في علاج المرحلة المتأخرة من AKT/YapS127A ICC. في المقابل، تم تحقيق الانحدار الجزئي للورم عندما تم تطبيق MLN0128 في المرحلة المتأخرة من التسرطن الصفراوي AKT/YapS127A. علاوة على ذلك، عندما تم إعطاء MLN0128 في المرحلة المبكرة من التسرطن AKT/YapS127A، أدى ذلك إلى استقرار المرض. من الناحية الميكانيكية، قام MLN0128 بتثبيط إشارات AKT/mTOR بكفاءة في كل من الجسم الحي وفي المختبر، مما أدى إلى موت الخلايا المبرمج القوي لـ ICC والتأثير بشكل هامشي فقط على التكاثر.

الاستنتاجات

تشير هذه الدراسة إلى أن مثبطات كيناز mTOR قد تكون مفيدة لعلاج سرطان القولون التقرحي، حتى في الأورام المقاومة للعلاج الكيميائي القياسي للرعاية، مثل الأنظمة القائمة على جيمسيتابين/أوكساليبلاتين، خاصة في المجموعة الفرعية من الأورام التي تظهر شلال ACT/mTOR المنشط. ملخص: أنشأنا نموذجًا جديدًا لسرطان الأوعية الصفراوية داخل الكبد. باستخدام هذا النموذج الجديد قبل السريري، قمنا بتقييم الإمكانات العلاجية لمثبط MTOR MLN0128 مقابل جيمسيتابين/أوكساليبلاتين (العلاج الكيميائي القياسي لعلاج التهاب القولون التقرحي). تُظهر دراستنا الإمكانات المضادة للأورام لـ MLN0128، مما يشير إلى أنه قد يكون متفوقًا على العلاج الكيميائي القائم على جيمسيتابين/أوكساليبلاتين لعلاج سرطان القولون التاجي، خاصة في الأورام التي تظهر شلال ACT/mTOR المنشط.

Translated Description (French)

Contexte et objectifs

Le cholangiocarcinome intrahépatique (CCI) est une tumeur maligne mortelle sans options de traitement efficaces. MLN0128, un inhibiteur de pan-mTOR de deuxième génération, montre son efficacité pour plusieurs types de tumeurs. Nous avons évalué le potentiel thérapeutique de MLN0128 par rapport à la gemcitabine/oxaliplatine dans un nouveau modèle de souris ICC.

Méthodes

Nous avons établi un nouveau modèle de souris ICC par transfection hydrodynamique de formes activées de protooncogènes AKT (myr-AKT) et Yap (YapS127A) (qui seront appelés AKT/YapS127A). Des approches génétiques ont été appliquées pour étudier l'exigence de mTORC1 et mTORC2 dans la médiation de la tumorigenèse induite par AKT/YapS127A. Gemcitabine/oxaliplatine et MLN0128 ont été administrés chez des souris porteuses de tumeurs AKT/YapS127A pour étudier leur efficacité antitumorale in vivo. Plusieurs lignées de cellules ICC humaines ont été utilisées pour des expériences in vitro. La coloration à l'hématoxyline et à l'éosine, l'immunohistochimie et l'immunoblotting ont été appliquées pour la caractérisation et l'étude mécanistique.

Résultats

La co-expression de myr-AKT et de YapS127A a favorisé le développement du CCI chez la souris. Les complexes mTORC1 et mTORC2 étaient nécessaires pour le développement de l'ICC AKT/YapS127A. L'association gemcitabine/oxaliplatine avait une efficacité limitée dans le traitement de l'AKT/YAPS127A ICC à un stade avancé. En revanche, une régression partielle de la tumeur a été obtenue lorsque MLN0128 a été appliqué au stade avancé de la cholangiocarcinogenèse AKT/YapS127A. De plus, lorsque MLN0128 a été administré au stade précoce de la carcinogenèse AKT/YapS127A, cela a conduit à la stabilisation de la maladie. Mécaniquement, MLN0128 a efficacement inhibé la signalisation AKT/mTOR à la fois in vivo et in vitro, induisant une forte apoptose des cellules ICC et n'affectant que marginalement la prolifération.

Conclusions

Cette étude suggère que les inhibiteurs de la kinase mTOR peuvent être bénéfiques pour le traitement du CCI, même dans les tumeurs résistantes aux chimiothérapies standard, telles que les régimes à base de gemcitabine/oxaliplatine, en particulier dans le sous-ensemble de tumeurs présentant une cascade AKT/mTOR activée. Lay summary : Nous avons établi un nouveau modèle murin de cholangiocarcinome intrahépatique (CCI). À l'aide de ce nouveau modèle préclinique, nous avons évalué le potentiel thérapeutique de l'inhibiteur de mTOR MLN0128 par rapport à la gemcitabine/oxaliplatine (la chimiothérapie standard pour le traitement des ICC). Notre étude montre le potentiel anti-néoplasique de MLN0128, suggérant qu'il pourrait être supérieur à la chimiothérapie à base de gemcitabine/oxaliplatine pour le traitement de l'ICC, en particulier dans les tumeurs présentant une cascade AKT/mTOR activée.

Translated Description (Spanish)

Antecedentes y objetivos

El colangiocarcinoma intrahepático (CCI) es una neoplasia maligna letal sin opciones de tratamiento eficaces. MLN0128, un inhibidor de pan-mTOR de segunda generación, muestra eficacia para múltiples tipos de tumores. Evaluamos el potencial terapéutico de MLN0128 frente a gemcitabina/oxaliplatino en un nuevo modelo de ratón ICC.

Métodos

Establecimos un nuevo modelo de ratón ICC a través de la transfección hidrodinámica de formas activadas de protooncogenes AKT (myr-AKT) y Yap (YapS127A) (que se denominarán AKT/YapS127A). Se aplicaron enfoques genéticos para estudiar el requisito de mTORC1 y mTORC2 en la mediación de la tumorigénesis impulsada por AKT/YapS127A. Se administraron gemcitabina/oxaliplatino y MLN0128 en ratones portadores de tumores AKT/YapS127A para estudiar su eficacia antitumoral in vivo. Se utilizaron múltiples líneas celulares ICC humanas para experimentos in vitro. La tinción con hematoxilina y eosina, la inmunohistoquímica y la inmunotransferencia se aplicaron para la caracterización y el estudio mecanístico.

Resultados

La coexpresión de myr-AKT y YapS127A promovió el desarrollo de ICC en ratones. Se requirieron los complejos mTORC1 y mTORC2 para el desarrollo de AKT/YapS127A ICC. La gemcitabina/oxaliplatino tuvo una eficacia limitada en el tratamiento de AKT/YAPS127A ICC en etapa tardía. Por el contrario, se logró una regresión parcial del tumor cuando se aplicó MLN0128 en la etapa tardía de la COLANGIOCARCINOGÉNESIS DE AKT/YapS127A. Además, cuando MLN0128 se administró en la etapa temprana de la carcinogénesis de AKT/YapS127A, condujo a la estabilización de la enfermedad. Mecánicamente, MLN0128 inhibió eficazmente la señalización de AKT/mTOR tanto in vivo como in vitro, induciendo una fuerte apoptosis de células ICC y afectando solo marginalmente la proliferación.

Conclusiones

Este estudio sugiere que los inhibidores de la quinasa mTOR pueden ser beneficiosos para el tratamiento de ICC, incluso en tumores que son resistentes a los quimioterapéuticos de referencia, como los regímenes basados en gemcitabina/oxaliplatino, especialmente en el subconjunto de tumores que presentan una cascada de AKT/mTOR activada. Resumen de Lay: Establecimos un nuevo modelo de ratón de colangiocarcinoma intrahepático (ICC). Utilizando este nuevo modelo preclínico, evaluamos el potencial terapéutico del inhibidor de mTOR MLN0128 frente a gemcitabina/oxaliplatino (la quimioterapia estándar para el tratamiento de ICC). Nuestro estudio muestra el potencial antineoplásico de MLN0128, lo que sugiere que puede ser superior a la quimioterapia basada en gemcitabina/oxaliplatino para el tratamiento de ICC, especialmente en los tumores que presentan una cascada de AKT/mTOR activada.

Files

pdf.pdf

Files (16.2 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:cc72f84df6b8e9545251fb4954487364
16.2 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
مثبط Pan - mTOR MLN0128 فعال ضد سرطان الأوعية الصفراوية داخل الكبد في الفئران
Translated title (French)
L'inhibiteur de Pan-mTOR MLN0128 est efficace contre le cholangiocarcinome intrahépatique chez la souris
Translated title (Spanish)
El inhibidor de pan-mTOR MLN0128 es eficaz contra el colangiocarcinoma intrahepático en ratones

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2737501041
DOI
10.1016/j.jhep.2017.07.006

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1494244942
  • https://openalex.org/W1888543545
  • https://openalex.org/W1916446105
  • https://openalex.org/W1973256886
  • https://openalex.org/W1975960651
  • https://openalex.org/W1978143312
  • https://openalex.org/W1980396381
  • https://openalex.org/W1981711832
  • https://openalex.org/W2011387799
  • https://openalex.org/W2028593002
  • https://openalex.org/W2029348880
  • https://openalex.org/W2045178199
  • https://openalex.org/W2052326711
  • https://openalex.org/W2054917860
  • https://openalex.org/W2055254495
  • https://openalex.org/W2069436757
  • https://openalex.org/W2074648434
  • https://openalex.org/W2084074847
  • https://openalex.org/W2087106096
  • https://openalex.org/W2095949683
  • https://openalex.org/W2117933729
  • https://openalex.org/W2119607485
  • https://openalex.org/W2129585918
  • https://openalex.org/W2132052921
  • https://openalex.org/W2132342658
  • https://openalex.org/W2137660425
  • https://openalex.org/W2151748280
  • https://openalex.org/W2152690616
  • https://openalex.org/W2153074213
  • https://openalex.org/W2165211007
  • https://openalex.org/W2294090452
  • https://openalex.org/W4211025847