Anticancer effect of BRD4 inhibitor in epithelial ovarian cancer

Abstract

Over the past decade, efforts have been made to develop bromodomain inhibitors as cancer treatments. Sub-pathways, particularly in ovarian cancer, affected by bromodomain-containing protein (BRD), remain unclear. We aimed to verify the antitumor effects of a new drug that can overcome OPT-0139-chemoresistance to treat ovarian cancer. This in vitro and in vivo study used a mouse xenograft model of the human ovarian cancer cells SKOV3 and OVCAR3. Cells were treated with OPT-0139 (1–10 μM) ± cisplatin (10 μM) for 48 h. Cell viability and proliferation were assessed using MTT and ATP assays. Cell cycle arrest and apoptotic cell death were determined using flow cytometry. BRD4 and c-Myc expression and apoptosis-related molecules were detected using real-time PCR (RT-PCR) and Western blot. The xenograft tumors' growth rate, weight, and immunohistochemistry were analyzed. We confirmed the OPT-0139 effect and mechanism of action in epithelial ovarian cancer. OPT-0139 significantly reduced cell viability and proliferation and induced apoptotic cell death and cell cycle arrest. In a mouse xenograft model, significant changes in tumor growth, volume, weight, and BRD4-related gene expression were observed, indicating the antitumor effects of BRD4 inhibitors. Combination therapy with cisplatin promoted apoptotic cell death and suppressed tumor growth in vitro and in vivo. Our results suggest a BRD4 inhibitor—OPT-0139—as a promising anticancer drug for ovarian cancer by inhibiting cell proliferation, decreasing cell viability, arresting cell cycle, and inducing apoptosis. OPT-0139, individually or in combination with cisplatin, may be a promising option for treating ovarian cancer.

여성암에서 가장 예후가 나쁘다고 알려져 있는 난소암의 극복 방안으로 새로운 약제인 브로모도메인 함유 단백질(BRD) 4 저해제, OPT0139,의 항암효과와 기존 약제인 cisplatin과의 병합 사용 시의 부가효과를 확인하였다. 최근 10년 동안 여러 암종에서 후성유전학적 접근으로 항암 효과를 도모하려는 노력이 있어왔다. 그 중에서도 핵심 역할을 하는 BRD4에 관심이 집중되었지만, 난소암과 관련해서는 BRD4가 미치는 하위 경로를 이해하는 데에 한계가 있었다. 따라서 본 연구에서는 난소암 치료에서 신약인 OPT-0139의 항암 효과를 검증하고, 나아가 기존 치료제인 cisplatin과의 부가효과를 도모하고자 하였다. 실험 방법으로는 인간 난소암 세포의 마우스 이종이식 모델을 이용한 생체 내 연구를 수행하였고, 세포주는 난소암 세포주(SKOV3, OVCAR3)를 OPT-0139(1, 10 μM) ± 시스플라틴(10 μM)으로 48시간 동안 처리했다. 세포 생존력 및 증식은 MTT 및 ATP 분석, 세포 주기 정지 및 세포 사멸은 유세포 분석법을 사용하여 측정하였다. 실시간 중합효소연쇄반응(RT-PCR) 및 웨스턴 블롯팅을 사용하여 BRD4, c-Myc 및 세포사멸 관련 분자의 발현을 검출하였고, 이종이식 종양의 종양 성장률, 종양 무게 및 면역 조직 화학을 분석하여 통계분석을 시행하여 상피성 난소암에 대한 OPT-0139의 효과와 작용 기전을 확인하였다. OPT-0139는 세포 생존율과 증식을 유의하게 감소시키고 세포사멸과 세포주기 정지를 유도한다. 마우스 이종이식 모델에서 종양의 성장, 부피, 무게 및 BRD4 관련 유전자 발현에 유의미한 변화가 관찰되어 BRD4 저해제 단독 사용 시의 항암 효과를 확인할 수 있었고, 시스플라틴과의 병합 요법은 단일 사용에 비해 세포 사멸을 촉진하고 시험관 및 생체 내에서 종양 성장을 더 억제했다. 이 연구 결과는 BRD4 저해제인 OPT-0139가 난소암에 대해 항암제로써 유망하다는 것을 보여준다. OPT-0139는 난소암에 있어서 세포 증식을 억제하고, 세포 생존력을 감소시키며, 세포 주기를 정지시키고, 세포 사멸을 유도한다. 이는 in vitro와 in vivo 실험을 통해 확인하였으며, 시스플라틴과의 병합 요법이 각각의 약제 단독 사용보다 모든 실험 결과에서 더 나은 항암 치료 효과를 보여주었다. 따라서 OPT-0139는 단독 또는 시스플라틴과 병용하여 사용한다면, 난소암을 치료하는 데 유망한 옵션이 될 수 있을 것으로 보인다.