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Viktor Arnhold, Karin Schmelz, Jutta Proba, Annika Winkler, Jasmin Wünschel, Joern Toedling, Hedwig E. Deubzer, Annette Künkele, Angelika Eggert, Johannes H. Schulte1 and Patrick Hundsdoerfer. Reactivating TP53 signaling by the novel MDM2 inhibitor DS-3032b as a therapeutic option for high-risk neuroblastoma. Oncotarget. 2018; 9:2304-2319. https://doi.org/10.18632/oncotarget.23409

Abstract

Fewer than 50% of patients with high-risk neuroblastoma survive five years after diagnosis with current treatment protocols. Molecular targeted therapies are expected to improve survival. Although MDM2 has been validated as a promising target in preclinical models, no MDM2 inhibitors have yet entered clinical trials for neuroblastoma patients. Toxic side effects, poor bioavailability and low efficacy of the available MDM2 inhibitors that have entered phase I/II trials drive the development of novel MDM2 inhibitors with an improved risk-benefit profile. We investigated the effect of the novel MDM2 small molecular inhibitor, DS-3032b, on viability, proliferation, senescence, migration, cell cycle arrest and apoptosis in a panel of six neuroblastoma cell lines with different TP53 and MYCN genetic backgrounds, and assessed efficacy in a murine subcutaneous model for high-risk neuroblastoma. Re-analysis of existing expression data from 476 primary neuroblastomas showed that high-level MDM2 expression correlated with poor patient survival. DS-3032b treatment enhanced TP53 target gene expression and induced G1 cell cycle arrest, senescence and apoptosis. CRISPR-mediated MDM2 knockout in neuroblastoma cells mimicked DS-3032b treatment. TP53 signaling was selectively activated by DS-3032b in neuroblastoma cells with wildtype TP53, regardless of the presence of MYCN amplification, but was significantly reduced by TP53 mutations or expression of a dominant-negative TP53 mutant. Oral DS-3032b administration inhibited xenograft tumor growth and prolonged mouse survival. Our in vitro and in vivo data demonstrate that DS-3032b reactivates TP53 signaling even in the presence of MYCN amplification in neuroblastoma cells, to reduce proliferative capacity and cause cytotoxicity.

Interview

Im Januar erhielt das Team um Patrick Hundsdörfer und BIH Charité Clinician Scientist Viktor Arnhold die Auszeichnung Paper of the Month. Wir haben mit ihnen über Ihre Forschung und das Paper gesprochen.

Woran forschen Sie? Was ist der Kern Ihrer Forschung? Was motiviert Sie bei ihrer Forschung?

Wir erforschen neue Therapieansätze zur Behandlung von Kindern und Jugendlichen mit Krebserkrankungen. Im Mittelpunkt unserer Arbeitsgruppe steht das Neuroblastom, einer der häufigsten Tumoren im Kindesalter. Die Behandlungsmöglichkeiten und damit die Heilungschancen zu verbessern und gleichzeitig die Therapie-assoziierten Nebenwirkungen zu reduzieren, ist das Ziel unserer Forschung.

Was ist die zentrale Kernaussage Ihrer Publikation und wodurch unterscheidet sich Ihre Studie von den Arbeiten anderer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in diesem Feld?

Im Mittelpunkt dieser Arbeit steht der Transkriptionsfaktor p53, dessen Inaktivierung häufig zu unkontrolliertem Wachstum von Neuroblastomzellen führt. Wir konnten sowohl im Zellkultur- als auch im Tiermodell zeigen, dass das Tumorzellwachstum durch die Substanz DS-3032b gehemmt wird. Als wichtigsten Mechanismus der Wachstumshemmung konnten wir die Einleitung des Zelltods (Apoptose) identifizieren.

Mit welchen Kooperationspartnern ist die Publikation entstanden? Wer war maßgeblich mit daran beteiligt?

Diese Arbeit entstand aus der engen Zusammenarbeit der einzelnen Arbeitsgruppen innerhalb der pädiatrischen Onkologie an der Charité. Neben unserer Arbeitsgruppe waren die Arbeitsgruppen um Prof. Dr. Schulte, PD Dr. Deubzer sowie Dr. Künkele beteiligt.

Welche nächsten Schritte sind für das Projekt geplant und was sind mögliche Implikationen Ihrer Ergebnisse für Patientinnen und Patienten?

Im nächsten Schritt werden wir untersuchen, wie die Reaktivierung von p53 durch DS-3032b mit konventionellen Zytostatika und anderen „small molecules“ kombiniert werden kann, um Synergismen der unterschiedlichen Therapieansätze zu identifizieren. Die vielversprechendste Kombinationstherapie soll dann in einer klinischen Phase I/II Studie bei Kindern mit Neuroblastom erprobt werden, die auf keine anderen Therapien ansprechen oder bei denen herkömmliche Therapien erhebliche Nebenwirkungen aufweisen.