Lipophilic Statin Increases Sensitivity for Anticancer Therapy by Suppressing YAP/TAZ in Hepatocellular Carcinoma Cell Lines and Patient-Derived Organoids

Abstract

Elevated expression of the transcription factors Yes-associated protein (YAP) and its paralogue, transcriptional co-activator with PDZ-binding motif (TAZ), contributes to drug resistance and adverse prognosis in patients with hepatocellular carcinoma (HCC). Recent studies have highlighted the potential of statin use in reducing the incidence of diverse cancers, potentially achieved through YAP/TAZ suppression via the mevalonate pathway inhibition in vitro. Accordingly, this study aimed to assess the effect of statins on YAP/TAZ inhibition in HCC cell lines and drug-resistant organoid models. We established cell lines with increased YAP/TAZ expression and evaluated their sensitivity to lenvatinib, with or without the concurrent administration of lipophilic atorvastatin. Additionally, we cultured HCC organoids derived from patient tissues and selected those that exhibited elevated YAP/TAZ levels. Lenvatinib was administered along with varying atorvastatin doses to assess changes in lenvatinib sensitivity by analyzing half-maximal inhibitory concentration (IC50) values. Hep3B and YAP-transfected SNU449 cells exhibited elevated IC50 values for lenvatinib (9.14 and 16.93 μM, respectively), which reduced to 4.89 and 5.25 μM, respectively, with 2 μM atorvastatin co-administration. Among ten established HCC organoids, six with elevated YAP/TAZ expression displayed higher lenvatinib IC50 values than their low-YAP/TAZ counterparts. Dose-dependent atorvastatin administration decreased lenvatinib IC50 values in organoids. Co-administration of lenvatinib and atorvastatin suppressed the YAP/TAZ target genes, an effect that was not observed with lenvatinib alone. Lenvatinib inhibited cell proliferation and apoptosis in an organoid model with low YAP/TAZ expression, and co-administration of atorvastatin restored the inhibitory effect of lenvatinib on cell proliferation and apoptosis by suppressing YAP/TAZ expression in an organoid model with high YAP/TAZ expression. Increased protein expression of YAP/TAZ in HCC cell lines and organoid models is correlated with lenvatinib resistance. Atorvastatin enhances the anticancer efficacy of lenvatinib by interfering with YAP/TAZ expression in HCC cell lines and organoids.

Yes-associated protein (YAP)과 transcriptional co-activator with PDZ-binding motif (TAZ)의 발현 증가는 간세포암종 환자에서 항암제 내성 발생 및 불량한 예후와 연관되어 있다. 지질 친화성 스타틴은 여러 암종의 발생 저하 및 치료 후 예후에 좋은 영향을 준 것으로 밝혀졌으며, mevalonate 경로 억제를 통해 YAP/TAZ 발현을 억제하는 기전이 보고되었다. 따라서 본 연구는 대표적인 지질 친화 스타틴인 atorvastatin이 간암세포주 및 표적치료제인 lenvatinib에 내성을 가지는 오가노이드 모델에서 YAP/TAZ 억제에 미치는 영향을 평가하였다. 먼저, YAP/TAZ 과발현 세포주인 Hep3B와 YAP-transfected SNU449에서 lenvatinib에 대한 IC50 값이 높게 확인되었으나 (각각 9.14 및 16.93 μM), 2 μM의 atorvastatin을 함께 투여했을 때 각각 4.89 및 5.25 μM로 감소하였다. 간세포암종 환자로부터 얻은 조직으로부터 실제 조직과 whole-genome sequencing시 약 90%의 유사성을 가지는 오가노이드를 배양하고 이들 중 YAP/TAZ의 발현이 상대적으로 많은 6개의 오가노이드에서 lenvatinib에 대한 IC50 값이 상대적으로 높음을 확인하였다. 해당 오가노이드들에 atorvastatin을 각각 다양한 용량으로 투여하였으며, 일부 오가노이드에서는 2 μM의 적은 용량으로도 lenvatinib에 대한 IC50 값을 감소시킴을 확인하였고, atorvastatin 2 μM에 뚜렷한 효과를 보이지 않는 오가노이드에서도 5–10 μM을 투여할 때 용량 의존적으로 lenvatinib에 대한 IC50 값이 감소함을 확인하였다. 이를 통해 본 연구에서는 atorvastatin이 간암세포주 오가노이드 간암 모델에서 YAP/TAZ를 억제하여 lenvatinib의 항암 효과를 증대시킴을 확인하였다.