Identification of new therapeutic candidates and evaluation of the anticancer efficacy of novel therapeutics for inhibiting ovarian cancer progression

Abstract

난소암은 유방암, 자궁암을 포함하는 3대 여성 암 중 하나로 치사율이 가장 높으며, 여성의 전체 발생 암 중 5번째로 사망률이 높은 질병이다. 3기 이상의 병기일 경우 5년 생존율이 29퍼센트 미만으로 알려져 있으며 80퍼센트 이상의 난소암 환자가 재발하는 것으로 알려져 있고, 이로 인한 항암제 내성 때문에 치료에 어려움이 있다. 난소암은 특이적 증상과 조기 진단법이 없기 때문에 난소암 환자의 70 퍼센트 이상이 3기 이상의 병기를 진단받는 것으로 알려져있다. 난소암의 질병 특성상 복막에 파종되기 때문에 치료가 어렵고 예후가 불량한 것으로 나타난다. 난소암의 표준 치료 요법은 일차적으로 외과 수술로 난소를 적출 후 화학 항암제인 파클리탁셀과 카보플라틴으로 화학 항암보조요법을 시행하지만 난소암 환자의 생존율이 의미있게 향상되지 않기 때문에 다양한 표적치료요법의 개발이 요구되어지고 있다. 이러한 치료의 한계를 극복하기 위해 난소암을 표적하는 새로운 항암 신약 물질에 대한 연구를 하고자 하였다. 이 연구의 1부에서는, 종양의 성장과 발달에 영향을 미치는 것으로 알려진 HGF 와 현재 임상 시험중인 HGF의 특이적 항체(YYB-101)를 난소암에서의 효능을 평가하기 위해 연구를 수행하였다. 난소암 세포주 및 종양 이종이식 동물모델에서 YYB-101를 단독 및 화학 항암제인 파클리탁셀과 병용투여시 암세포의 이동성이 억제되었고 이와 관련된 세포 신호전달경로와 세포사멸에 의해 유도되는 신호전달경로의 활성화를 확인하였다. 또한, 실제 난소암 환자의 치료 과정을 mimic 하기 위해서 난소암 세포를 쥐의 난소에 정위이식 후 난소를 제거하여 약물의 항암효능을 평가하였고 그 결과 YYB-101 과 파클리탁셀의 병용투여한 그룹의 마우스의 종양 진행이 억제되었으며 생존율이 증가하였다. 또한 YYB-101 및 파클리탁셀의 독성을 평가하기 위해서 간과 신장의 생화학적 기능 검사와 조직병리학적 조직 검사결과 특이할 독성이 없었다. 따라서 이러한 결과들은 난소암 환자에게 YYB-101 을 화학항암제와 병용투여시 HGF 의 활성화를 억제하여 암세포의 진행을 억제함으로써 항암 효능을 기대할 수 있을 것이라고 사료된다. 이 연구의 2부에서는, 스트레스와 암과의 연관성은 이전 여러 연구에 의해서 밝혀져왔다. 스트레스에 의해서 유도되는 카테콜아민들은 암세포의 신생혈관생성을 증가시키고 종양의 크기를 증가시키며 암세포의 전이를 유도하는것으로 알려져있다. 본 연구에서 카테콜아민이 난소암의 이동을 증가시킴을 입증하였고, 난소암 세포에서 카테콜아민에 의해 유도되는 케모카인 IL-8과 GRO-α을 동정하였다. IL-8과 GRO-α는 난소암 세포의 운동성을 증가시키며 이들의 억제제는 암세포의 이동을 효과적으로 억제하였다. 또한, 각 병기별 난소암 환자의 혈장에서 IL-8과 GRO-α의 수치를 분석 하였으며 병기가 진행될수록 혈장 내 농도가 증가하는 것을 확인하였다. 이는 IL-8과 GRO-α 이 실제 환자에서 난소암의 진행과 연관성이 있음을 보여준다. 따라서 스트레스에 의해 유도된 카테콜아민이 IL-8과 GRO-α 의 분비를 증가시키고 이들은 암세포의 이동을 증가시켜 난소암의 진행을 촉진시킨다. 또한 IL-8 의 억제제에 의해서 난소암 세포의 진행이 억제되었으므로 케모카인 억제제의 개발은 난소암의 진행을 효과적으로 억제할 수 있을 것으로 기대된다. 종합해보면 난소암 치료의 치료제로써 YYB-101 의 가능성을 확인하였다. 또한 난소암 치료의 표적 분자로써 잠재력이 있는 IL-8과 GRO-α를 동정하였고 이들을 표적함으로써 난소암의 진행을 억제할 수 있을 것으로 기대된다.;Ovarian cancer, along with breast and uterine cancer, are the three major cancers that occur specifically in women. Ovarian cancer has the fifth highest mortality rate among women. In the case of stage 3 or higher disease, the five-year survival rate is less than 29%, and more than 80% of the ovarian cancer patients have a recurrence. As a result, patients with advanced stage disease are difficult to treat because of anticancer drug resistance. Ovarian cancer is relatively asymptomatic and difficult to diagnosis early. As a result, more than 70% of the ovarian cancer patients are diagnosed with advanced stage. In addition, ovarian cancer is difficult to treat and has a poor prognosis because it is seeded in the peritoneum. The standard treatment for ovarian cancer is debulking surgery followed by chemotherapy with platinum/paclitaxel. Although high response rates may be observed, patients eventually relapse and their disease is refractory to further treatment with standard regimens. Therefore, the development of new targeted therapies for the therapy of ovarian cancer is necessary. In order to overcome the limitations of standard therapy, I embarked on a study to identify and develop new anticancer drugs. In PART1 of this thesis, I evaluated an HGF specific antibody, YYB-101, in ovarian cancer. When YYB-101 was administered alone or combination with paclitaxel, the motility of cancer cells was suppressed and the activation of the c-MET signaling pathway decreased. In addition, in order to mimic the treatment process for ovarian cancer patients, the effect of YYB-101 was assessed in an orthotropic murine ovarian cancer xenograft model. The results indicated that tumor progression was suppressed in mice that were administered YYB-101 and paclitaxel, whereas the survival rate increased. Moreover, biochemical and histopathological tests revealed that YYB-101 inhibits tumor growth and progression without causing liver and kidney toxicity. In PART2 of this thesis, I demonstrated that catecholamines, secreted by chronic stress, increase the motility of ovarian cancer cells. I have also identified catecholamine-induced chemokines, IL-8 and GRO-a, in ovarian cancer cells and determined that they promote ovarian cancer cell motility, and inhibitors of these molecules effectively inhibit cancer cell invasion. In addition, the levels of IL-8 and GRO-a were analyzed in the plasma of ovarian cancer patients representing each disease stage and I discovered that the concentration of IL-8 and GRO-a in plasma increased with progressive stage. Taken together, YYB-101 is expected to enhance the survival rate of ovarian cancer patients when combined with chemotherapeutic agents. Moreover, IL-8 and GRO-a enhance the motility of ovarian cancer cells and represent new target molecules for ovarian cancer treatment.