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Bortezomib-induced sensitization of malignant human glioma cells to vorinostat-induced apoptosis depends on reactive oxygen species production, mitochondrial dysfunction, Noxa upregulation, Mcl-1 cleavage, and DNA damage.
Premkumar, Daniel R; Jane, Esther P; Agostino, Naomi R; DiDomenico, Joseph D; Pollack, Ian F.
Afiliação
  • Premkumar DR; Department of Neurosurgery, Children's Hospital of Pittsburgh, Pittsburgh, Pennsylvania 15223, USA.
Mol Carcinog ; 52(2): 118-33, 2013 Feb.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-22086447
ABSTRACT
Glioblastomas are invasive tumors with poor prognosis despite current therapies. Histone deacetylase inhibitors (HDACIs) represent a class of agents that can modulate gene expression to reduce tumor growth, and we and others have noted some antiglioma activity from HDACIs, such as vorinostat, although insufficient to warrant use as monotherapy. We have recently demonstrated that proteasome inhibitors, such as bortezomib, dramatically sensitized highly resistant glioma cells to apoptosis induction, suggesting that proteasomal inhibition may be a promising combination strategy for glioma therapeutics. In this study, we examined whether bortezomib could enhance response to HDAC inhibition in glioma cells. Although primary cells from glioblastoma multiforme (GBM) patients and established glioma cell lines did not show significant induction of apoptosis with vorinostat treatment alone, the combination of vorinostat plus bortezomib significantly enhanced apoptosis. The enhanced efficacy was due to proapoptotic mitochondrial injury and increased generation of reactive oxygen species. Our results also revealed that combination of bortezomib with vorinostat enhanced apoptosis by increasing Mcl-1 cleavage, Noxa upregulation, Bak and Bax activation, and cytochrome c release. Further downregulation of Mcl-1 using shRNA enhanced cell killing by the bortezomib/vorinostat combination. Vorinostat induced a rapid and sustained phosphorylation of histone H2AX in primary GBM and T98G cells, and this effect was significantly enhanced by co-administration of bortezomib. Vorinostat/bortezomib combination also induced Rad51 downregulation, which plays an important role in the synergistic enhancement of DNA damage and apoptosis. The significantly enhanced antitumor activity that results from the combination of bortezomib and HDACIs offers promise as a novel treatment for glioma patients.
Assuntos
Apoptose/efeitos dos fármacos; Ácidos Borônicos/farmacologia; Neoplasias do Sistema Nervoso Central/tratamento farmacológico; Glioma/tratamento farmacológico; Glioma/genética; Ácidos Hidroxâmicos/farmacologia; Pirazinas/farmacologia; Espécies Reativas de Oxigênio/metabolismo; Antineoplásicos/farmacologia; Protocolos de Quimioterapia Combinada Antineoplásica/farmacologia; Proteínas Reguladoras de Apoptose/metabolismo; Proteína 11 Semelhante a Bcl-2; Ácidos Borônicos/administração & dosagem; Bortezomib; Linhagem Celular Tumoral; Neoplasias do Sistema Nervoso Central/genética; Neoplasias do Sistema Nervoso Central/metabolismo; Neoplasias do Sistema Nervoso Central/patologia; Citocromos c/metabolismo; Dano ao DNA/efeitos dos fármacos; Glioblastoma/tratamento farmacológico; Glioblastoma/patologia; Glioma/metabolismo; Glioma/patologia; Histonas/metabolismo; Humanos; Ácidos Hidroxâmicos/administração & dosagem; Potencial da Membrana Mitocondrial/efeitos dos fármacos; Proteínas de Membrana/metabolismo; Mitocôndrias/efeitos dos fármacos; Mitocôndrias/metabolismo; Proteína de Sequência 1 de Leucemia de Células Mieloides; Fosforilação; Inibidores de Proteassoma/farmacologia; Proteínas Proto-Oncogênicas/metabolismo; Proteínas Proto-Oncogênicas c-bcl-2/genética; Proteínas Proto-Oncogênicas c-bcl-2/metabolismo; Pirazinas/administração & dosagem; Células Tumorais Cultivadas; Vorinostat; Proteína Killer-Antagonista Homóloga a bcl-2/metabolismo; Proteína X Associada a bcl-2/metabolismo

Texto completo: 1 Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Pirazinas / Ácidos Borônicos / Neoplasias do Sistema Nervoso Central / Espécies Reativas de Oxigênio / Apoptose / Glioma / Ácidos Hidroxâmicos Tipo de estudo: Prognostic_studies Idioma: En Revista: Mol Carcinog Assunto da revista: BIOLOGIA MOLECULAR / NEOPLASIAS Ano de publicação: 2013 Tipo de documento: Article País de afiliação: Estados Unidos

Texto completo: 1 Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Pirazinas / Ácidos Borônicos / Neoplasias do Sistema Nervoso Central / Espécies Reativas de Oxigênio / Apoptose / Glioma / Ácidos Hidroxâmicos Tipo de estudo: Prognostic_studies Idioma: En Revista: Mol Carcinog Assunto da revista: BIOLOGIA MOLECULAR / NEOPLASIAS Ano de publicação: 2013 Tipo de documento: Article País de afiliação: Estados Unidos