Резистентность ко многим препаратам

Для ветеринарных специалистов, использующих в лечении химиотерапевтические противоопухолевые препараты для собак, резистентность к препаратам является рас-пространенным явлением и наиболее частой причиной неудачи лечения. Например, многие химиотерапевтические препараты способны вызывать быструю ремиссию у собак с лимфомой; однако возможность эффективного лечения этих пациентов бывает значительно снижена в случае, если у них хотя бы раз возник рецидив. Эта неспособность эффективного лечения пациентов после рецидива, возможно, бывает следствием множества резистентных факторов, которые прояснились в последние десятилетия. Во многих здоровых клетках, вероятно, присутствуют многочисленные механизмы резистентности, и это обеспечивает надежную защиту клеток и всего организма. К сожалению, многие раковые клетки приспособились эти резистентные механизмы использовать для своей собственной защиты.

Резистентность ко многим препаратам обычно бывает внутренне присущей организму и приобретенной, причем механизмы действия этих форм могут частично совпадать. Кроме того, резистентные механизмы можно рассматривать с точки зрения организма и клеточных уровней. Хотя за общую резистентность отвечают многие известные процессы в организме, существует также много других, которые мы, врачи, можем легко обойти с помощью малой дозировки химиотерапевтических препаратов и неправильного режима их введения. Другие механизмы, которые мы не в силах контролировать, включают плохую абсорбцию и ошибочную биологическую доступность оральных препаратов, пониженную активацию препаратов, улучшение восстановления после повреждения, нанесенного приемом препаратов, ускоренное выведение препарата из орга-низма и плохое проникновение препарата в опухоль. В последние десятилетия проводились поиски путей обхода этих в прошлом неприкосновенных резистентных механизмов; фактически некоторые из них можно клиническими способами повернуть вспять. В данном обзоре речь пойдет о некоторых важных клеточных механизмах резистентности.

Р-гликопротеин

Наиболее изученной формой клеточной резистентности препаратов является повышенная экспрессия мембранного протеина плазмы под названием Р (проницае- мость)-гликопротеин или Р-170 (протеин с молекулярным весом 160-180 кД). Резистентность в отношении к повышенной экспрессии Р-гликопротеина является одним из наиболее важных факторов, ведущих к резистентности данного фенотипа ко многим лекарственным препаратам (MDR). Благодаря MDRраковые клетки приобретают резистентность к различным препаратам, распространенным в ветеринарной медицине, таким как доксорубицин, винкристин, актиномицин Dи ми- токсантрон (таблица 1). Такие препараты обычно получают из природных источников; они являются гидрофобными, но во всем остальном они имеют мало сход-ных черт в своих механизмах действия и химических структурах. Не только у раковых клеток вырабатывается резистентность к этим химиотерапевтическим препаратам, но и те же самые препараты вызывают образование MDR-фенотипа. Гены Р-гликопротеина были обнаружены в бактериях, вирусах, растениях, у насекомых, нематод и млекопитающих; столь важное эволюционное сохранение показывает значимость этого гена и его протеина.

Таблица 1. Обзор резистентности ко многим препаратам (MDR)
Препараты, проявляющиеперекрестную резистентность при MDR вследствие
Р-гликопротеина
Препараты, изменяющие
активность
Р-гликопротеина
Механизмы резистентности ко многим препаратам
Винкристин Верапамил Р-гликопротеин
Винбластин Хинин Протеин, связанный с резистентностью ко многим препаратам (MRP)
Доксорубицин Циклоспорин Протеин, связанный с резистентностью легких (LRP)
Даунорубицин Резерпин Глютатион и глютатион-в-трансфераза
Митоксантрон Хлорокин Топоизомеразы
Актиномицин D Трифтороперазин Апоптозная резистентность (например, Bcl-2)
Этопозид Тамоксифен Дигидрофолат редуктазы
Митомицин С Различные сурфактанты Тимидилат синтазы
Таксол/таксаны Прогестерон 06-алкилгуанин-ДНК-алкилтрансфераза
Кортикостероиды Кортикостероиды Альдегид дегидрогиназы
Прочие Прочие Прочие

Р-гликопротеин действует как насос для утечки препарата в плазменную мембрану, которая активно выгоняет препараты из раковых клеток, ограничивая тем самым цитотоксичность данного препарата на участках его действия в клетках. Обычные функции Р-гликопротеина выяснены не полностью, но была установлена его экспрессия в здоровых почках, печени, толстом кишечнике, головном мозге, легких, периферической крови и клетках костного мозга, а также в многочисленных эмбриональных клеточных линиях. Поэтому была высказана гипотеза, что Р-гликопротеин обычно действует в качестве насоса, способствующего выделению препарата. Кроме того, было обнаружено, что Р-гликопротеин способствует резистентности к цитотоксичности, вызванной комплементом, и электрохимических избыточных выделений, проходящих через плазменную мембрану. Многие опухоли, выделенные из вышеупомянутых анатомических органов, выделяют большое количество Р-гликопротеина, что позволяет объяснить обычно присущую им резистентность к химиотерапевтическим препаратам. Клиническая важность MDRпри лечении людей, больных раком, доказывается тем, что увеличение уровня экспрессии Р-гликопротеина определенно соответствует отсутствию реакции или ремиссии после соответствующих видов химиотерапии. Многие исследования Р-гликопро- теина сосредоточивались на его местонахождении в плазменной мембране; однако в последних работах высказывается мнение, что Р-гликопротеин также действует в раковой клетке в качестве цитоплазмического вакуольного насоса, создавая еще одну возможность умень-шения цитотоксичности химиотерапевтических препаратов внутри клетки.

Возможным объяснением того, почему у собак с лим-фомой, принимающих химиотерапию, в том числе цик- лофосфамид, винкристин (онковин) и преднизон (СОР), бывает более короткий период ремиссии, чем у тех, которых лечили только доксорубицином, может служить MDR. Известно, что два препарата из числа СОР вызывают MDR-фенотип, в то время как доксорубицин вызывает MDR-фенотип единственным образом. Аналогично применение кортикостероидов до начала химиотерапии при лимфоме у собак является отрицательным фактором прогноза, возможно, связанным с индукцией экспрессии Р-гликопротеина через посредство преднизона.

Два исследования, проведенных в ветеринарной медицине, показали важность Р-гликопротеина у собак с лимфомой. В первом исследовании (Bergmanetal., 1996) преобладание позитивной окраски Р-гликопротеина посредством иммуногистохимического анализа было установлено у 58 собак с лимфомой. Пробы, взятые у собак, прошли оценку до начала химиотерапии, во время рецидива, во время некропсии, а у некоторых пациентов анализ проб был сделан во всех трех случаях. В соответствии с предшествующими данными по исследованию Р-гликопротеина у онкологически больных людей, степень экспрессии Р-гликопротеина значительно увеличивается при рецидивах и некропсии по сравнению с ее уровнем в начале химиотерапии. Данное исследование также показало, что уровень окрашивания Р-гликопротеина до начала химиотерапии обратно пропорционален ремиссии и продолжительности жизни; в то же время уровень окрашивания Р-гликопротеина при рецидиве обратно пропорционален времени, прошедшему от рецидива до смерти. Таким образом, пациенты, которых предварительно лечили высокими дозами Р-гликопротеина, имели значительно более короткое время ремиссии и продолжительности жизни, а у пациентов с высоким уровнем Р-гликопротеина при рецидивах значительно сокращалось время, проходящее от рецидива до смерти. Дополнительное поразительное наблюдение за-ключалось в том, что окрашивание Р-гликопротеина в начале химиотерапии являлось наиболее важным фактором прогноза у всех пациентов, прошедших обследование в данном исследовании (включая, в числе других, фазу заболевания, подфазу, наличие гиперкальциемии, возраст, вес и пол).

Во втором исследовании Leeс коллегами (1996) установил экспрессию Р-гликопротеина путем иммуногистохимического анализа, и было обнаружено, что предварительное лечение экспрессии Р-гликопротеина является независимым отрицательным прогнозом общей продолжительности жизни. Кроме того, экспрессия Р-гликопротеина после рецидива была сильнее, чем в пробах до лечения. Когда эти исследования принимаются во взаимодействии друг с другом, получается, что перспективное определение экспрессии Р-гликопротеина у собак с лимфомой хорошо помогает при предварительном лечении и является средством диагностики во время лечения. В этих работах также высказывается мысль, что лимфома у со-бак представляет собой прекрасную сравнительную модель для исследования человеческого Р-гликопротеина. Назрела необходимость в будущих перспективных исследованиях резистентности к препаратам у собак, включая определение экспрессии Р-гликопротеина, а также механизмов резистентности, таблица 1.

Существуют многочисленные способы попытаться изменить MDR, вызванную Р-гликопротеином; однако мало видов лечения приносило значительную клиническую пользу. Ряд препаратов конкурентно связываются с Р-гликопротеином для подавления его истекающего действия (таблица 1). К сожалению, многие из этих препаратов оказывали неожиданно тяжелое токсичное действие на уровни, необходимые для инверсии Р-гликопротеина. Кривые зависимости «доза-эффект» очень крутые; поэтому одним из путей обхода резистентности является использование более высоких доз у пациентов. Однако обычным результатом бывает значительная токсичность. Поскольку для многих химиотерапевтических препаратов миелосупрессия вынуждает ограничить дозу, врачи взяли тот же самый ген, который вызывает MDRв раковых клетках, и поместили его внутрь клеток костного мозга. Первоначальные исследования, проводимые на людях, показывают, что данная процедура значительно увеличивает переносимость пациентом интенсивных доз химиотерапевтических препаратов. Кроме того, новые лекарственные средства, инкапсулированные в липосо- мах препараты, сигнальные трансдукторы, конъюгаты препаратов в настоящее время находятся в процессе исследования присущей им способности блокировать вызванную Р-гликопротеином MDR.

Протеин, связанный с резистентностью ко многим препаратам(MRP)

Многочисленные исследования показали, что при отсутствии Р-гликопротеина MDRфенотип все же возможен, что предполагает действие других резистентных механизмов при MDR. Вторая наиболее часто проверяемая форма резистентности препарата осуществляется с использованием MRP. MRPпредставляет собой 190-кД протеин, который локализуется в цитоплазме большинства здоровых тканей, в то время как плазменная мембрана в основном локализуется в онкологических тканях, что свидетельствует об экскреторной функции раковой клетки. Обычная функция MRPзаключается в переносе конъюгатов глютагиона С и глюкуронидов билирубина в клетку, а затем выделении этих конъюгатов из клетки. Обычно наиболее сильная экспрессия MRPпроисходит в различных эпителиях, макрофагах, сердце и тканях с экскреторной функцией, например, через легкие, почки и другие органы, что очень похоже на обычную экспрессию Р-гликопротеина. Поэтому многие называют MRP«менеджером токсичных отходов» клетки для токсинов, конъюгированных системой глютатиона, которая, к со-жалению, представляет собой обычную систему детокси-фикации для многих часто употребляемых химиотера-певтических препаратов в ветеринарной медицине (см. также раздел о глютатионе). Что касается клинической важности MRP, у крыс и человека с мутациями MRPимеется хроническая конъюгированная гипербилируби- немия (синдром Дубина-Джонсона [желтуха]).

На момент написания статьи в ветеринарной онкологии не было опубликованных исследований по MRP; однако в онкологии у людей начинает реализовываться прогностическая значимость MRP. Многие опухолевые клеточные линии одновременно выделяют Р-гликопро- теин и MRP, в то время как другие с MDR-фенотипом без экспрессии Р-гликопротеина могут обладать сильной MRP-экспрессией. Очевидно, что при острой лейкемии, переходноклеточных и плоскоклеточных карциномах бывает наиболее сильная экспрессия MRP, что свидетельствует о том, что здоровые клетки, подвергшиеся злокачественной трансформации, сохранили свою MRP-экспрессию. На сегодняшний день не было опубликовано исследований, касающихся методов изменения MDR, связанных с MRP.

Протеин, связанный с резистентностью легких

Протеин, связанный с резистентностью легких (LRP), яв-ляется 110 кД протеином, первоначально выделенным из раковой клетки легкого человека, который является дальним родственником Р-гликопротеина и MRP. Обычная функция этого протеина — быть основным «опорным» протеином, который регулирует перенос веществ между ядром и цитоплазмой данной клетки, и это говорит о том, что LRPучаствует в переносе цитотоксичных веществ. LRPбыл обнаружен в многочисленных раковых клеточных линиях и клинических пробах многих опухолей, в том числе при острой миелоидной лейкемии, карциноме яичников, миеломе, фибросаркоме и других. Повышенная экспрессия LRPпри карциноме яичников дает неблагоприятный прогноз. На момент написания статьи нет опубликованных исследований, касающихся методов изменения резистентности к препаратам, связанной с LRR

Топоизомеразы

Топоизомераза II ДНК (Топо-И) является важным фер-ментом, который катализирует различные конформаци- онные изменения в ДНК, необходимые для нормальных стадий метаболизма ДНК. Топо-И образует временный разрыв двойных цепей ДНК, после которого следует перенос цепей ДНК, а затем повторное лигирование ДНК. Ингибиторы Топо-И препятствуют процессу повторного лигирования, замораживая «раскалываемый» комплекс, образованный между данным ферментом и ДНК и ведущий к некрозу клетки. Препараты, которые попадают в Топо-Н, включают актиномицин D, эпиподофиллотокси- ны (например, этопозид), антрацендионы (например, митоксантрон) и антрациклины (например, доксорубицин и даунорубицин). Препараты, принимающие участие в вызванной Топо-П MDR, включают все те, которые участвуют в вызванной Р-гликопротеином MDR, за исключением винка-алкалоидов и таксанов. В отличие от MDR, вызванной Р-гликопротеином, уменьшение чувствительности к химическим препаратам, вызванное Топо-П, является следствием понижения экспрессии или активности данного фермента. Попытки обойти MDR, связанную с Топо-П, обычно встречались с трудностями; однако в настоящее время проходит анализ новое поколение препаратов, нацеленных на Топо-П.

Система глютатиона

Основная роль глютатион-8-трансферазы (GST) и глю- татиона (GSH) заключается в детоксификации цитотоксичных препаратов. Многие раковые клеточные линии и клинические раковые пробы увеличили производство GSTи GSHпо сравнению со здоровыми тканями. Очевидно, что доксорубицин, хлорамбуцил, циклофосфа- мид, мельфалан и нитросуреазы и другие участвуют в GST-GSH-опосредованной MDR. На сегодняшний день попытки изменения GST-GSH-опосредованной MDRс помощью этакринной кислоты в качестве ингибитора GSTи бутионина сульфоксимина как ингибитора GSH- синтеза сопровождались слабой эффективностью и значительной токсичностью. До настоящего времени в ветеринарной онкологии не были опубликованы сообщения по GST-GSH-опосредованной MDR.

MDR, связанная с апоптозной резистентностью

Апоптоз представляет собой внутренне запрограммиро-ванный механизм некроза клеток, морфологически и би-охимически отличающийся от некроза, который предус-матривает невоспалительное разрушение одной клетки. Многие виды химиотерапии и лучевой терапии убивают раковые клетки, подвергая их апоптозу. Были установлены различные эндогенные активаторы и супрессорные гены апоптоза. К сожалению, раковые клетки выработали механизмы контроля или активации этих супрессоров апоптоза. Хотя многое еще предстоит узнать об апоптозе и его взаимосвязи с биологией рака, очевидно, что резистентные к апоптозу раковые клетки проявляют резистентность даже к самым высоким дозам химиотерапевтических препаратов и лучевой терапии. Следовательно, поскольку такие регуляторы апоптоза не связаны с нашими терапевтическими препаратами, срочно необходимо лучшее понимание действия апоптоза на резистентность и раковую терапию. Такое понимание откроет новые и замечательные клинические возможности для лечения рака, равно как и для аутоиммунных инфекционных и дегенеративных заболеваний.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *