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Einleitung: Das Peniskarzinom ist eine seltene maligne Erkrankung mit limitierten therapeutischen Optionen im lokal fortgeschrittenen oder metastasierten Stadium. Antikörper-Wirkstoff-Konjugate (ADCs) wie Enfortumab Vedotin (EV; gegen Nectin-4 gerichtet) und Sacituzumab Govitecan (SG; gegen Trop-2 gerichtet) haben in anderen Tumorentitäten signifikante Überlebensvorteile gezeigt. Während Trop-2 in nahezu allen Peniskarzinomen überexprimiert ist, findet sich eine Nectin-4-Überexpression nur in etwa einem Viertel der Fälle. Daten zur Wirksamkeit beider Substanzen beim Peniskarzinom liegen bislang nicht vor. Ziel dieser Studie war die systematische Untersuchung der in-vitro-Wirksamkeit von EV und SG sowie die Analyse der Zielantigen-Abhängigkeit des Therapieansprechens.

Methode: Fünf primäre Peniskarzinom-Zelllinien (vier aus Primärtumoren, davon drei HPV-negativ und eine HPV-positiv, sowie eine HPV-positive Lymphknotenmetastase) wurden hinsichtlich der Expression von Nectin-4 und Trop-2 mittels Western Blot und Durchflusszytometrie analysiert. Die zytotoxischen Effekte von EV und SG wurden konzentrations- und zeitabhängig mittels Crystal-Violet-Assay bestimmt. Zur Untersuchung der Zielantigen-Abhängigkeit wurden in einer Zelllinie CRISPR/Cas9-vermittelte Knockouts von Trop-2 und Nectin-4 mit mehreren Guide-Sequenzen generiert. Die Validierung erfolgte durch Durchflusszytometrie und genomische miSeq-Analyse.

Ergebnisse: Trop-2 wies in allen untersuchten Zelllinien eine hohe Expression auf. Nectin-4 war in einer Zelllinie stark, in drei moderat und in der metastatischen Zelllinie kaum exprimiert. Die Nectin-4-hoch exprimierende Zelllinie hatte unter EV eine Reduktion der Zellviabilität von bis zu 70%. Zelllinien mit intermediärer Expression wiesen ebenfalls eine deutliche Reduktion auf, während die Nectin-4-negative Linie nahezu vollständig resistent war. Alle Zelllinien sprachen auf SG an: HPV-negative Zelllinien hatten bei hohen Konzentrationen eine Viabilitätsreduktion bis zu 70%, HPV-positive Zelllinien bereits bei niedriger Dosis (1 µg/ml) bis zu 80%. Die FACS-Analysen der mittels CRISPR/Cas9 generierten Knockout-Kulturen bestätigten einen nahezu vollständigen Verlust der membranösen Zielantigenexpression; miSeq-Analysen belegten auf Genomebene erfolgreiche Knockouts in bis zu 81% (Nectin-4) bzw. 94% (Trop-2) der Zellen. Die Sensitivität gegenüber EV und SG war in beiden Knockout-Zelllinien hochsignifikant vermindert (p < 0,001).

Schlussfolgerung: Die vorliegende Arbeit liefert erstmals Evidenz für eine zielantigenabhängige in-vitro-Wirksamkeit von EV und SG beim Peniskarzinom. Beide ADCs stellen vielversprechende therapeutische Kandidaten dar. Aufgrund der Zielabhängigkeit erscheint eine Bestimmung der Nectin-4-Expression vor EV-Therapie sinnvoll, während SG aufgrund der konsistenten Trop-2-Expression breit einsetzbar sein könnte. Weitere in-vivo- und klinische Studien sind erforderlich, um das therapeutische Potenzial beider Substanzen zu validieren.