13-cis Retinoic Acid in Combination with Interferon-α Enhances Radiation Sensitivity of Human Squamous Cell Carcinoma Cells of the Oral Cavity
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Background:
Preclinical and clinical trials demonstrated the antiproliferative and chemopreventive potential of 13-cis retinoic acid in combination with interferon-α. The present study was designed to determine the radiosensitizing potential of both drugs after single and combined treatment of human squamous-cell carcinoma cells of the oral cavity in vitro.
Materials and Methods: The study was performed using the human squamous-cell carcinoma cell line SCC4, which was originally established from a tumor of the oral cavity. Based on clonogenic assays, the inhibition of clonogenic activity and radiosensitizing potential of 13-cis retinoic acid and interferon-α after single or combined treatment without and with subsequent irradiation was determined.
Results: 13-cis retinoic acid (10 μM) and interferon-α (50 IU/ml) showed significant inhibition of clonogenic activity after single treatment. A combined treatment protocol resulted at least in a highly siginificant additive inhibition of clonogenicity. Treatment with both drugs (5 μM 13-cis retinoic acid, 25 IU/ml IFN-α) prior and post irradiation of the cells resulted in a pronounced enhancement of radiation toxicity resulting in significantly decreased SF2− and α-values. Combined treatment with both drugs was significantly more effective than single drug treatment.
Conclusion: The data presented indicate that pre- and post-irradiation treatment with 13-cis retinoic acid and interferon-α significantly enhance the radiosensitivity of human squamous-cell carcinoma cells, SCC4, in vitro. Therefore, they support the initiation of clinical trials to test the radio-oncological value of such a treatment regime for squamous-cell carcinomas.
Hintergrund:
Präklinische und klinische Studien haben gezeigt, daß Retinoide, insbesondere 13-cis-Retinsäure, in Kombination mit Interferon α signifikante antiproliferative und chemopräventive Eigenschaften in der Onkologie aufweisen. Ziel der vorliegenden Studie war es, das radiosensibilisierende Potential dieser beiden Therapeutika nach Einzel- und Kombinationsbehandlung an menschlichen Plattenepithelkarzinomzellen der Mundhühle in vitro zu bestimmen.
Material und Methoden: Die Experimente wurden an der menschlichen Plattenepithelkarzinomzellinie SCC4, die ursprünglich aus einem Tumor der Mundhöhle etabliert wurde, durchgeführt. Auf der Basis von Koloniebildungstests wurde die Hemmung der klonogenen Aktivität und das radiosensibilisierende Potential von 13-cis-Retinsäure und Interferon α nach Einzel- und Kombinationsbehandlung ohne und mit nachfolgender Bestrahlung überprüft.
Ergebnisse: 13-cis-Retinsäure (10 μM) und Interferon α (50 IU/ml) zeigten eine signifikante Hemmung der klonogenen Aktivität, die insbesondere nach kombinierter Behandlung zu hochsignifikanten additiven Effekten führte. Eine vor der Bestrahlung erfolgende Einzel- oder Kombinationsbehandlung mit 13-cis-Retinsäure (5 μM) und/oder Interferon α (25 IU/ml) führte jeweils zu einer signifikant erhöhten Strahlensensibilität der Zellen, die in einer deutlichen Reduktion der SF2− und α-Werte resultierte. Die kombinierte Behandlung zeigte wiederum die höchste Effektivität.
Schlußfolgerungen: Die vorgestellten Ergebnisse zeigen, daß insbesondere die kombinierte Vor- und Nachbehandlung der Zellen mit 13-cis-Retinsäure und Interferon α zu einer signifikant gesteigerten Radiotoxizität für menschliche Plattenepithelkarzinomzellen in vitro führt. Diese In-vitro-Ergebnisse unterstützen nachdrücklich die Durchführung einer klinischen Studie zur Ermittlung der radioonkologischen Bedeutung einer kombinierten Retinoid-/Interferon-α-/Radiatio-Behandlung bei Plattenepithelkarzinompatienten.
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