小细胞肺癌(SCLC)是一种侵袭性肺癌，死亡率高，是由频繁复发和获得性耐药引起的。尽管已经确定了几种靶向治疗SCLC的方法，但许多靶向药物作为单药使用时并没有成功改善癌症患者的病情。靶向治疗的组合可能是一种策略，以诱导对癌细胞的最大致死效应。作为开发治疗SCLC的新药物联合策略的起点，我们进行了一项中通量筛选试验，将一组SCLC细胞系与BETi或AKi联合使用PARPi或EZH2i。我们观察了I-BET762与他拉唑帕尼（talazoparib）、BETi和PARPi在SCLC细胞中的药物协同作用。与MYC信号通路受损的SCLC细胞或非肿瘤细胞相比，在MYC扩增和MYC wt SCLC细胞中观察到组合疗效。我们发现I-BET762和他拉唑帕尼之间的药物协同作用与衰减HR-DSBR过程和通过BET抑制下调DNA损伤反应的各种参与者，如CHEK2, PTEN, NBN和FANCC有关。我们的结果为SCLC治疗的新组合策略的发展提供了理论基础。
小细胞肺癌(SCLC)是最具侵袭性的一种肺癌。SCLC标本的全基因组分析证实，在约15%的病例中，MYC基因家族成员之一MYC、MYCL或MYCN(以下简称MYCs)的基因扩增。我们之前报道过，细胞周期阻滞和凋亡是SCLC细胞中MYC抑制的结果，这表明MYC可能是SCLC患者亚群的治疗靶点。
每一种化合物分别作为单一剂(0.5μM)或组合剂(每个化合物0.5μM)处理椭球体。在开始治疗后及4、8、12、16、20、24、48和72 h后，立即通过活细胞成像监测球形体积(代表细胞数量)和绿色荧光强度(GFI)(代表细胞死亡)。GFI的曲线下的面积计算为了获得一个值代表的细胞死亡，动力学和最高的单一代理(HSA)组合指数计算,以确定化合物组合与改进的细胞毒性比单一药物,称为添加剂功效。在所有测试条件中，BET抑制剂GSK525762 (I-BET762)与PARP抑制剂BMN-673（Talazoparib）在7个mycs扩增的SCLC细胞株中4个(Lu135、H2141、H446和HCC33)表现出显著的加性效应。在H345 SCLC细胞中也观察到这种药物联合的附加细胞毒性作用，该细胞不携带任何MYCs的扩增，但显示出高水平的MYCL。在剩余的mycs扩增的SCLC细胞系中，N417、H2171和H69、I-BET762和Talazoparib显示了抑制球形生长的加性效果。同样，I-BET762与剩余的PARP抑制剂Olaparib结合，在H2171、H446、Lu135和H345 SCLC细胞中表现出比单药更高的细胞毒性，证实了I-BET762对PARP的抑制作用。由于I-BET762和PARP抑制剂在两个max缺失的SCLC细胞系Lu134和Lu165中没有观察到显著的加性效应，我们的结果表明，这些研究药物对具有活性MYC信号通路的SCLC细胞具有优先或选择性的组合疗效。
有趣的是，当与I-BET762联合使用时，他拉唑帕尼（talazoparib）在非肿瘤HECV球体中表现出降低毒性和改善但不显著的细胞抑制作用。在使用剩余的BET抑制剂JQ1与PARP抑制剂联合处理的细胞中，没有观察到添加效应。然而，由于该分子作为单一药物在SCLC球体中表现出高的细胞毒性，可能无法在jq1处理的球体中评估药物协同作用。为了证实I-BET762和Talazoparib联合治疗对除HECV外的非肿瘤细胞的疗效，我们将肺MRC5和包皮HFFF2成纤维细胞作为单层培养，因为这些细胞系不以三维(3D)球状体增殖，他们将这两种试验药物作为单一药物或在筛选时使用的相同浓度下进行联合治疗。通过活体成像监测细胞，以评估治疗24、48和72 h时活细胞和死细胞的数量。Talazoparib对两种非肿瘤细胞系均有较强的细胞抑制作用，与I-BET762联用后细胞抑制作用略有增强。在所有测试条件下均未观察到细胞毒性效应。
尽管一线治疗后SCLC肿瘤经常消退，但在大多数患者中，疾病复发发生在几个月内，导致两年生存率小于15%。靶向药物组合可能是治疗对当前药物治疗具有耐药性的肿瘤的一种新的潜在方法。
确定最佳的药物组合是开发治疗癌症的药物组合策略的第一个挑战。因此，我们采用基于靶标和表型的混合方法来确定新的药物组合，理想情况下，这些药物组合在SCLC细胞中具有高度毒性，而在非肿瘤细胞中毒性有限[69,70]。我们选择了四类选择性抑制剂，它们的细胞毒性已经在SCLC临床前模型中显示出来，在某些情况下，有报道的药代动力学特性，并将它们在中通量筛选试验中联合，以评估组合药物对SCLC细胞株的疗效。因为MYC经常放大或过表达在SCLC[71],我们的方法是部分偶然和部分目标导向,因为我们结合两类抑制剂,据报道是有效的在细胞水平升高的MYC蛋白质两类抑制剂对于其他致癌基因的司机,PARP-1和EZH2。为了我们的目的，我们利用活细胞成像和延时技术来评估药物疗效的动力学，因为每一种单一药物诱导的细胞毒性可以阻止通过终点测量来评估药物协同作用。此外，我们独立评估了细胞死亡和生长减少的诱导，同时考虑到细胞毒性治疗比细胞抑制治疗更理想。
我们发现了一种由BET抑制剂I-BET762和PARP-1抑制剂他拉唑帕尼（talazoparib）联合作用的药物，可以抑制SCLC细胞的生长和生存，特别是MYC基因扩增的SCLC细胞，而非肿瘤细胞。最近，多个独立研究小组报道了BET抑制剂和PARP-1抑制剂在乳腺、卵巢、前列腺和胰腺hr -功能型癌细胞中的药物协同作用[47,48,49,50,51,52]。通过BET抑制同源重组的缺陷已被一致表明是药物与PARP抑制剂协同作用的机制，但DNA损伤反应的不同参与者被认为是主要的hr相关BET靶点，介导PARP-1的敏感性。在这里，我们发现了几个被I-BET762治疗下调的hr相关蛋白，这些蛋白可能有助于与他拉唑帕尼（talazoparib）在SCLC细胞中的药物协同作用，如CHEK2、PTEN、NBN和FANCC。为了评估哪些hr相关蛋白是诱导SCLC细胞同源重组缺陷和对PARP抑制剂敏感性的基础，还需要进一步的研究。
总之，这些结果为探索新的靶向药物组合治疗SCLC提供了理论基础。微信扫描下方二维码了解更多：
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