Unter langfristiger Kultur waren ARV7-überexprimierende C4-2- und PC-3-Zellen deutlich befähigter zur Koloniebildung. Die ARV7-Depletion in 22RV1-Zellen beseitigte die Kolonieformierungsfähigkeit von 22RV1-Zellen nahezu komplett. Das weist auf die Förderung des onkogenen Verhaltens von PCa-Zellen durch ARV7 hin.

ARV7-Spiegel korreliert mit Dtx-Sensitivität

Der Spiegel der ARV7-Expression war mit der zellulären Sensitivität gegenüber Dtx eng verknüpft. Nicht beeinflusst waren hingegen die intrinsischen Apoptoseregulatoren, die für den Taxan-vermittelten mitotischen Zelltod entscheidend sind.

ARV7 fördert „mitotic slippage“

Nach Behandlung mit einem Anti-Mikrotubulus-Wirkstoff (Dtx) werden allmählich Todessignale für den Mitoseweg angehäuft und andererseits Zyklin B1 abgebaut, das den Weg in Richtung von „mitotic slippage“ lenkt. Nach der Dtx-Behandlung wurde in Zellen mit ARV7-Überexpression ein beschleunigter Abbau von Zyklin B1 registriert, der auf einen Dtx-induzierten schnellen Ausstieg aus dem Mitose-Arrest schließen lässt. Andererseits wurde mit ARV7-depletierten 22RV1-Zellen nach der Dtx-Behandlung ein verlangsamter Mitose-Austritt registriert. Schlussfolgernd kann von einer begünstigten „mitotic slippage“ durch ARV7 unter Dtx-Behandlung ausgegangen werden.

ARV7 schwächt Aktivität des Spindelkontrollpunks

Docetaxel kann die Depolymerisation der Mikrotubuli inhibieren indem es den Spindelkontrollpunkt (SKP) aktiviert, die Zellen in Mitose arretiert und Apoptose auslöst. Demgegenüber wurde ermittelt, dass AR-V7 den SKP bei Dtx-Behandlung inaktiviert, indem es den Abbau des Zellzyklusproteins Cdc20 aus dem Mitose-Checkpoint-Komplex unterstützt.

UBE2C reguliert „mitotic slippage“ und Dtx-Sensitivität

Bei der Frage, wie „mitotic slippage“ und die SKP-Aktivität durch AR-V7 reguliert werden, rückte insbesondere das Ubiquitin-konjugierende Enzym E2C (UBE2C) ins Blickfeld. Diesem mit dem Zellzyklus im Zusammenhang stehenden Enzym wird eine aktive Rolle beim Austritt aus der Mitose zugeschrieben. Aktuell konnte das UBE2C als der hauptsächliche Downstream-Effektor von AR-V7 identifiziert werden, der die Inaktivierung des SKP und den frühzeitigen Abbau von Zyklin B1 unterstützt. Insgesamt ließ sich zeigen, dass UBE2C als ein entscheidendes Molekül für die Regulierung von „mitotic slippage“ und der Dtx-Sensitivität fungiert

ARV7 vermittelt Dtx-Effektivität durch „mitotic slippage“

Bei einer Ko-Behandlung der ARV7 überexprimierenden Zellen mit Dtx und proTAME (zellpermeabler Prodrug von Tosyl-l-Arginin-Methylester), der die Degradierung von (Anaphase-promoting complex/cyclosome) APC/C-Substraten und den Austritt aus der Mitose effektiv inhibiert, ließ sich das Überleben der Prostatakrebszellen durch AR-V7 deutlich weniger effizient unterstützen als zuvor gezeigt.

Bei einer UBE2C-Depletion unter Bedingungen der ARV7-Überexpression verliert ARV7 nicht nur seine Fähigkeit, das Überleben der Prostatakrebszellen signifikant zu steigern, sondern ist auch nicht mehr in der Lage, nach einer Dtx-Behandlung den vorzeitigen Mitose-Austritt wirksam zu unterstützen. Damit bestätigte sich, dass AR-V7 die Dtx-Sensitivität durch Austritt aus der Mitose und die UBE2C-Regulierung reguliert.

Inhibition von „mitotic slippage“ erhöht DTX-Toxizität in ARV7-exprimierenden PCa-Zellen

Aufgrund der bisherigen Ergebnisse wurde spekuliert, dass die Kombination des APC/C-Inhibitors mit Dtx in ARV7-exprimierenden PCa-Zellen einen synergistischen Effekt haben würde. Tatsächlich war die Zytotoxizität von Dtx – d.h. dessen Inhibition der Lebensfähigkeit von ARV7-exprimierenden PCa-Zellen – bei Ko-Behandlung mit proTAME signifikant stärker ausgeprägt.

Yu B, Liu Y, Luo H, et al. 2021. Androgen receptor splicing variant 7 (ARV7) inhibits docetaxel sensitivity by inactivating the spindle assembly checkpoint. J Biol Chem 296, 100276.

April 2022 Red.