肺がんにおける化学療法によるホスホジエステラーゼ阻害剤の相乗効果の潜在的な効果

目的：肺がんは、世界中の癌関連の死亡の主な原因であり続けており、その治療を改善するためには、重要な経路をターゲットとする新しい治療アプローチが緊急に必要です。分化ベースの治療薬（メチルキサンチン）およびホスホジエステラーゼ阻害剤（4型および5）は、癌治療に関与しています。私たちの目的は、これらの薬物の組み合わせの潜在的な抗腫瘍効果をin vitroで化学療法剤と吸収することでした。方法：メチルキサンチンとしてのテオフィリン、ホスホジエステラーゼ4型（PDE4）阻害剤としてのロフルミラスト、ホスホジエステラーゼ5型（PDE5）阻害剤としてのシルデナフィルは、化学療法剤（ドセタキセル、シスプラチン、カルボプラチン）と組み合わせた薬です。肺がん細胞株（NCI-H1048-Small細胞肺がんSCLC、A549-非小細胞肺癌-NSCLC）は、ATCC LGC基準から購入しました。指定されたタイムポイントでは、24時間および48時間のインキュベーションに続いて、細胞生存率とアポトーシスを、フローサイトメトリーによるアネキシンV染色で測定しました。統計分析は、GraphPad Prismによって実行されました。結果：SCLCでは、48時間のインキュベーション後、カルボプラチンとロフルミラストおよびシルデナフィル（P <0.001）とテオフィリンとシルデナフィルを含むカルボプラチンのプラチナの組み合わせを示し、カルボプラチン単独と比較してアポトーシスの増加を示しました。シスプラチンの組み合わせに関して、ロフルミラストと組み合わせると、テオフィリンとシルデナフィルは、それだけのアポトーシスの増加とともに現れました（p <0.001、24h、および48時間のインキュベーション）。NSCLCでは、シスプラチン単独と比較した場合、シスプラチンとロフルミラストとテオフィリン（P <0.05）の組み合わせを除き、24時間のインキュベーションは満足のいくアポトーシスを誘導するのに十分ではありませんでした。しかし、48時間のインキュベーション後、カルボプラチンとシルデナフィル、カルボプラチンとシルデナフィル、テオフィリン、ロフルミラストは、カルボプラチン単独と比較してより多くの細胞毒性を示しました（P <0.001）。ドセタキセルの組み合わせは、統計的に有意な結果を示さなかった。結論：プラチナベースの薬剤によるPDE阻害剤の相乗効果は、肺癌で実証されています。私たちの提案は、これらの組み合わせは、肺がん患者の抗腫瘍剤との組み合わせの加法および維持治療として使用できるということです。

Purpose: Lung cancer remains the leading cause of cancer-related deaths worldwide and novel therapeutic approaches targeting crucial pathways are urgently needed to improve its treatment. Differentiation-based therapeutics (Methylxanthines) and phosphodiesterase inhibitors (type 4 and 5), have been implicated in cancer treatment. Our objectives were to capture any potential anti-tumor effect of these drug combinations with chemotherapeutic agents in vitro. Methods: Theophylline as Methylxanthines, Roflumilast as phosphodiesterase type 4 (PDE4) inhibitor and Sildenafil as phosphodiesterase type 5 (PDE5) inhibitor are the drugs that we combined with the chemotherapeutic agents (Docetaxel, Cisplatin and Carboplatin) in vitro. Lung cancer cell lines (NCI-H1048-Small cell lung cancer-SCLC, A549- Non-small cell lung cancer-NSCLC) were purchased from ATCC LGC Standards. At indicated time-point, following 24h and 48h incubation, cell viability and apoptosis were measured with Annexin V staining by flow cytometry. Statistical analysis was performed by GraphPad Prism. Results: In SCLC, following 48h incubation, platinum combinations of carboplatin with roflumilast and sildenafil (p<0.001) and carboplatin with theophylline and sildenafil showed increased apoptosis when compared to carboplatin alone. Concerning the combinations of cisplatin, when combined with roflumilast, theophylline and sildenafil appeared with increased apoptosis of that alone (p<0.001, 24h and 48h incubation). In NSCLC, the 24h incubation was not enough to induce satisfactory apoptosis, except for the combination of cisplatin with roflumilast and theophylline (p<0.05) when compared to cisplatin alone. However, following 48h incubation, carboplatin plus sildenafil, carboplatin plus sildenafil, theophylline and roflumilast showed more cytotoxicity when compared to carboplatin alone (p<0.001). Docetaxel combinations showed no statistically significant results. Conclusion: The synergistic effect of PDE inhibitors with platinum-based agents has been demonstrated in lung cancer. Our suggestion is that these combinations could be used as additive and maintenance treatment in combination to antineoplastic agents in lung cancer patients.