ghrh receptorok mint új molekuláris célpontok a ...ghrh receptorok mint új molekuláris...

GHRH receptorokmint új molekuláris célpontok

a daganatterápiában

Debreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrum Gyógyszerésztudományi Kar Biofarmácia Tanszék

a daganatterápiában

Halmos GáborAndrew V. Schally

Debreceni Egyetem Orvos-és Egészségtudományi Centrum Gyógyszerésztudományi Kar

Biofarmácia Tanszék&

University of Miami Miller School of Medicine

Department of Pathology

A legtöbb humán daganattípus terápiájatovábbra is komoly kihívást jelent

�Peptid hormonokon és peptid hormon analógokon alapuló új diagnosztikai lehetıségek és kezelési módok állnak kifejlesztés alatt


�Klinikai alkalmazásuk molekuláris alapja a nagy affinitású, specifikus receptoraik (peptid hormon receptorok) jelenléte humán daganatos szöveteken

Humán daganatokkal összefüggésbe hozott néhány peptid és azok receptorai

� Luteinizing hormone-releasing hormone (LHRH)

� Somatostatin

� Vasoactive intestinal peptide

� Pituitary adenylate cyclase activating peptide

� Cholecystokinin


� Cholecystokinin

� Bombesin/gastrin-releasing peptide (GRP)

� Growth hormone-releasing hormone (GHRH)

� Neurotensin

� Substance P

� Αlpha-MSH

Neuroendokrin és gasztrointesztinális peptidek

Secretin/Glucagon család

Secretin Glucagon GHRH VIP PACAP


Secretin Glucagon GHRH VIP PACAP

�A GHRH 44- és 40 aminosavas formáját elsıkéntacromegaliát okozó humán pancreas tumorból izolálták és karakterizálták csak késıbb azonosították humán és állati hypothalamusból

�GHRH(1-29)NH2 : a 29 aminosav szekvencia még teljesintrinsic biológiai aktivitást mutat


intrinsic biológiai aktivitást mutat

�Habár a GHRH-t elsıként humán daganat szövetbıl izolálták, mégis kevés kutatás irányult ennek a neuropetidnek a carcinogenesisben betöltött esetleges szerepére

� Hogyan és hol hathatnak a daganatokra?


daganatokra?

Hypothalamus

GH-RH Antagonists Inhibit Binding of GH-RH to

Pituitary GH-RH ReceptorsGH Secretion

Block

GH-RH

GH-RH ReceptorGH-RH Antagonist

GH-RH

Inhibition of secretion of hepatic IGF-I


LiverHepatic IGF-I Production

Ensuing Block

Tumor Cells

IGF-I

Schally et al Nature Clin.Pract.End.Metab. 2008

GHRH antagonistákCode name Structure

hGH-RH (1-29)NH2 Tyr1-Ala2-Asp-Ala-Ile-Phe6-Thr-Asn8-Ser9-Tyr 10-Arg11-Lys12-Val-Leu-Gly15-Gln-Leu-Ser-Ala-Arg20-Lys21-Leu-Leu-Gln-Asp-Ile-Met27-Ser28-Arg29-NH2

Standard Antagonist [Ac-Tyr1, D-Arg2]hGH-RH(1-29)NH2

MZ -4-71 [Ibu -Tyr1, D-Arg2, Phe(4-Cl)6, Abu15, Nle27]hGH-RH


Abbreviations: Abu, alpha-aminobutyric acid; Ac, acetyl; Agm, agmatine; Amp, para-amidino-phenylalanine; Har, homoarginine;Ibu, isobutyryl; Nle, norleucine; Oct, octyl; Orn, ornithine; PhAc, phenylacetyl; Tyr(Et), O-ethyltyrosine; Tyr(Me), O-methyltyrosine.

MZ -4-71 [Ibu -Tyr , D-Arg , Phe(4-Cl) , Abu , Nle ]hGH-RH (1-28)Agm

MZ-5-156 [PhAc-Tyr1, D-Arg2,Phe(4-Cl)6,Abu15,Nle27]hGH-RH(1-28)Agm

JV-1-36 [PhAc-Tyr1, D-Arg2, Phe(4-Cl)6, Arg9, Abu15, Nle27, D-Arg28, Har29]hGH-RH(1-29)NH2

JV-1-38 [PhAc-Tyr1, D-Arg2, Phe(4-Cl)6, Har9, Tyr(Me) 10, Abu15, Nle27, D-Arg28, Har29]hGH-RH(1-29)NH2

JV-2-April-05

� IGF-I-independens tumorok gátlása

� In vitro proliferáció gátlás

� Tumorális IGF-II csökkenése

Meglepı kísérleti eredmények


GHRH-antagonisták direkt hatása?

Tumorális GHRH-receptor(ok)???

(A) GHRH-R vázlatos exon-intron szerkezete

(B) Hipofízis GHRH-R szerkezete

(C) GHRH-R splice variáns-1(SV1)

(D) splice variáns-2 (SV2)

(A) GHRH-R (Gén)Exon

Exon

1 11 124 132 3

5 6 7 8 910

1 124 132 5 6 8 9 103 7 11

TM1 TM2 TM3 TM4 TM5 TM6 TM75’ NC 3’ NC

114 135 6 8 9 107 12(C) SV1 (cDNS)

ExonIntron 3

(B) GHRH-R (cDNS)


(E) splice variáns-3 (SV3)

(F) splice variáns-4 (SV4)

Rekasi et al. PNAS 2000 12;97(19):10561-6.

NC: nem-kódoló régió

TM: transzmembrán domén

114 135 6 8 9 10

114 1398 10

114 135 6 8 9 10

12

12

12

TM1 TM2 TM3 TM4 TM5 TM6 TM75’ NC 3’ NC

5’ NC 3’ NC

5’ NC 3’ NC

5’ NC 3’ NC

(D) SV2 (cDNS)

(E) SV3 (cDNS)

(F) SV4 (cDNA)

Exon

Exon

Exon

Intron 3

Intron 3

Intron 3

Intron 3

TM1 TM2

GenBank accession (AF282259, AF 282260, AF282261, AF282261)

Rekasi , Halmos PNAS, 2000

Isoform related to GHRH-R SV1 (difference in the first 25 amino acids in the first extracell. dom. (N-terminal))


pGHRH-R GHRH-R isoform (SV1)

Ligand kompeticiós assay JV-1-42 GHRH antagonistávalCaki-1 human renal cell carcinoma sejteken

GHRH(1-44)GHRH(1-29)

VIP, PACAP, GLUCAGON


GHRH(1-29)GHRH(1-32)

JV-1-36JV-1-38

JV-5-156

Halmos, Schally, Rekasi et al PNAS 2000

Photoaffinity cross-linking JV-1-84 GH-RH antagonista photoprobe segítségével


Left panel: detection of recombinant GH-RH receptors intransfected HEK293 fetal kidney cells

Right panel: cross-linking in NCI-H69 human small cell lung cancercell line

Halmos G, Gaylin B, Schally AV submitted 2009

GHRH receptor splice variánsok expressziója humán prosztata karcinómákban RT-PCR módszerrel

- SV1 mRNS pozitivitás a minták 65 % -ban

- Szoros korreláció a GHRH receptoriális kötéssel

M + - 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20


SV (720bp)1

SV (566bp)2

SV (335bp)4

Halmos et al. J.Clin.Endoc.Metab 2002

hGHRH mRNS expressziója humán prosztata karcinómákban

RT-PCR módszerrel

hGHRH mRNS pozitivitás a minták 86% -ban


Halmos et al. J.Clin.Endoc.Metab 2002

Mean tumor volumes in nude mice bearing HT human NHLxenografts during treatment with antagonists MZ-5-156 andMZ-J-7-138 at a daily dose of 2 × 40 µg


Keller G, Halmos G, Schally AV PNAS 2005

©2005 by National Academy of Sciences

Effect of treatment with GHRH antagonist JMR-132 given s.c. at a dose of 10 µg/day, docetaxel given i.p. at a dose of 20 milligrams per kilogram of body weight on days 1 and 5, or the combination of JMR-132 with docetaxel on the tumor volume of MX-1 human breast cancer xenografted s.c. into nude mice


Buchholz S, Schally AV, Halmos G PNAS 2007

©2007 by National Academy of Sciences

Prostate Cancer*

Breast Cancer*

Endometrial Cancer*

Colorectal Cancer*

Osteosarcoma*

Humán experimentális daganat modellek -GHRH antagonistákkal igazolt tumor növekedés gátlás

Ovarian CancerLung CancerRenal CancerPancreatic CancerGastric Cancer


Osteosarcoma*

Melanoma*

2234-box 1

Gastric CancerBrain TumorLymphoma

* Humán daganatmintákon is igazolt GHRH SV1 expresszió

Pituitary GH

Hepatic IGF-I

Tumor inhibitory effect of GHRH-antagonists

(indirect effect)

Hypothalamic GHRH

X

GHRH antagonists


Hepatic IGF-I

IGF-I receptor

TUMOR

IGF-I receptor

TUMOR

Indirect effect on serum IGF-I

Hypothalamic GHRH

X

XAutocr./Paracr.

stimulation

Direct effect (competitive binding)

Tumor inhibitory effects of GH-RH antagonists

(direct and indirect effects)

Hepatic IGF-I

Pituitary GH

GHRH antagonists


IGF-I receptor

GHRH receptor

Tumoral IGF-I,IGF-II

Autocr./Paracr. stimulation

TUMOR

X

Direct effect(inhibition of autocr./paracr.

IGF-I/II production

Hepatic IGF-I

Tumoral GHRH

AV Schally

K Szepeshazi

I Chatzistamou

H Kiaris

A Plonowski

J Varga

P Armatis

G Toller

Z RekasiT CzompolyM KoppanJ EngelZ SzeredayM KrupaM LetchM KovacsC KanashiroG KellerA Jungwirth


G Toller

Z Kahan

A Bajo

M Zarandi

S Buchholz

F Hohla

A Jungwirth

Treszl AJuhász AMile MBuglyó ÁRózsa BPósafalvi AKiss L

ghrh receptorok mint új molekuláris célpontok a ...ghrh receptorok mint új molekuláris...

Documents