Використання комбінацій специфічних інгібіторів

У разі якщо застосування принципу синтетичної летальності для конкретного типу пухлини неможливе, існує інший спосіб підвищення ефективності таргетної терапії: використання одночасно двох терапевтичних молекул. Сигнальні каскади в клітині тісно переплетені між собою і почасти два окремих каскади можуть функціонувати як альтернативні у досягненні однієї клітинної відповіді, наприклад запуску проліферації. Часто непластичні клітини можуть обертати собі на користь такі особливості біології молекулярного сигналювання і в залежності від умов мікрооточення користуватися допоміжними шляхами онкогенезу для виживання під час застосування певного фармакологічного інгібітору, що націлений на основний шлях. Це допомагає клітинам раку «виграти час» для проходження всіх необхідних мутаційних подій, що ведуть до виникнення резистентності до застосовуваного препарату. Паралельне блокування основного і допоміжного онкогенних сигнальних шляхів можливе за умови одночасного використання  двох таргетних препаратів, спрямованих проти протеїнів, що контролюють вищезгадані сигнальні шляхи. Кращий ефект лікування буде пов’язаний не лише із тим, що такий підхід дозволить знищувати більшу кількість клітин раку, але й призведе до зниження темпів клональної еволюції і таким чином знизить ризик рецидивів, оскільки розвинути резистентність відразу до двох медикаментозних препаратів раковій клітині складніше, ніж до одного.

Проблема пошуку альтернативних цілей в таргетній терапії та застосування комбінацій специфічних інгібіторів загострилася після багаторазових невдалих спроб сконструювати таргетний препарат до малих ГТФаз (зокрема до K-Ras), мутації в якому спостерігаються не менш, ніж в 25 % усіх злоякісних новоутворень, серед яких є фатальні форми раку легенів. Через те, що згаданий клас білків не володіє ферментативною активність, а виконує свої функції через протеїн-протеїнові взаємодії, блокування його активності виявилося досі нездійсненною задачею. Така сама ситуація склалася й з іншими протеїнами, наприклад, фактором транскрипції c-Myc. Така проблема призведа до появи нового поняття – «undruggable genome» – яке описує гени, для білкових продуктів яких неможливо створити молекул інгібіторів. В той же час, білки, що стоять нижче K-Ras в каскаді реакцій передачі сигналу, є ензимами – серин/треоніновими кіназами – і піддаються інгібуванню. Але, чим нижче в каскаді розташований протеїн, тим менш ефективну ціль терапії він собою являє. Використання комбінацій таргетних препаратів до сер/тре-кіназ та інших трансдукторів проліферативних і анти-апоптототичних каскадів повинно, по ідеї, покращити ефективність терапії.

Застосування двох таргетних препаратів, в принципі, вкладається в концепцію синтетичної летальності, оскільки цей підхід також заснований на пошуку генів, одночасне блокування яких призводило б до загибелі злоякісної клітини. В цьому пошуку лідерні позиції займають методи скринінгу клітинних ліній малими інтерферуючими РНК на фоні використання фармакологічного інгібітору білку, відповідального за основний шлях онкогенезу. І, почасти, у разі ідентифікації деякого гену, сайленсінг якого в кооперації із блокуванням білкового продукту основного онкогену веде до підвищення частоти загибелі клітин раку, вчені повідомляють про комплементацію генів за принципом синтетичної летальності й пропонують новий підхід до терапії певного онкозахвопювання. Проте, як на мене, між принципом синтетичної летальності та використанням комбінації таргетних препаратів існує відчутна різниця. В першому випадку летальний партнер підбирається до гену, який вже заздалегідь є неактивним в пухлині внаслідок онкогенної мутації, тоді як в другому випадку фармакологічним шляхом доводиться блокувати продукти обох синтетично летальних генів. І в цьому полягає суттєве обмеження другого підходу в порівнянні із першим: два інгібітори можуть спрацювати як в злоякісній, так і в нормальній клітині, тоді як в першому випадку необхідним є лише один інгібітор, дія якого не проявиться в здорових клітинах, що не несуть інактивуючих онкогенних мутацій. Ґрунтуючись на знаннях про диференціальну експресію генів в різних типах пухлин, згаданий недолік намагаються виправити шляхом підбору такої комбінації таргетних препаратів, які б справляли вплив лише на визначений гіслотогічний тип клітин, з якого походить пухлина.

Чергове дослідження, що демонструє перевагу застосування комбінації таргетних препаратів, було проведено Університетом Манчестеру. Вчені досліджували проблему антагонізму сигнальних каскадів B-Raf/MEK/ERK і трансформуючого фактору росту (TGF-β), і те, як цей антагонізм може бути використаний для вдосконалення терапії злоякісної меланоми. Власне, суть антагонізму полягає в тому, що B-Raf/MEK/ERK має позитивний вплив на активність транскрипційного фактора MITF, тоді як TGF-β негативно регулює його. Фактор MITF грає ключову роль в процесах виживання та проліферації меланоцитів як нормальних так і злоякісних. Тож, простіше кажучи серин-треоніновий кіназний каскад Raf/MEK/ERK є посібником злоякісної меланоми, а TGF-β запобіжником пухлинного росту. У ході досліджень було встановлено, що в клітинах меланоми (in vitro), які є резистентними до терапії інгібіторами серин/траонінової кінази МЕК, спостерігається гіперекспресія протеїну SMURF2 (не плутати із однойменним мультиком про бельгійських гномів), який негативно регулює сигнальний каскад TGF-β, іншими словами – знімає запобіжник (для більш детального ознайомлення із сигнальним каскадом див. рисунок нижче).

Вчені вважють, що гіперекспресія SMURF2 є головним шляхом подолання супресорного впливу TGF-β сигналювання на проліферацію трансформованих меланоцитів, і це виражається в набутті злоякісними клітинами резистентності до інгібітору кінази МЕК. Було продемонстровано, що у разі відсутності експресії SMURF2 (в результаті нокауту) клітини меланоми стають в 100 разів більш сприйнятливими до специфічних інгібіторів МЕК. Отримані результати свідчать про можливість використання комбінації інгібіторів МЕК та SMURF2 для посилення терапевтичного ефекту. Наразі інгібітори Е3-убіквітинлігаз лише розробляються, проте якщо такий сценарій буде реалізований в клініці, тоді можна буде говорити про першу стратегію терапії, що буде заснована на сумісному застосуванні тирозинкіназних та убіквітинлігазних інгібіторів.

Насправді  спроби запровадити комбіновану таргетну терапію для лікування онкозахворювань, опосередкованих мутаціями в генах малих ГТФаз (головним чином K-Ras и Raf), мали місце і раніше. Зокрема, в цьому плані розроблялися стратегії інгібування двох паралельних онкогенних каскадів MEK/ERK та PI3K/Akt. Проте, досі нез’ясованим є міра токсичного ефекту від такої терапії. З одного боку повідомляється  про ефективність такого підходу щодо гепатоцелюлярної карциноми, раку молочної залоди та злоякісної меланоми як in vitro, так й in vivo. Але також існують відомості про потенційну системну токсичність блокування PI3K/Akt/mTOR сигнального каскаду через те, що він є фундаментальним та універсальним для усіх клітин організму. Перевагою використання комбінації інгібіторів MEK і SMURF2 полягає якраз-таки в його специфічній напрямленості на продукти генів, що є найбільш активними в клітинах злоякісної меланоми. Це дозволить мінімізувати негативний вплив терапії на здорові тканини.

Схематичне зображення антагоністичних сигнальних каскадів MEK/ERK та TGF-β. Кіназа ERK активується рецептором, спареним із G-протеїном і в кооперації із фактором транскрипції MITF запускає проліферацію злоякісного меланоциту. Експресія MITF в свою чергу залежить від іншого транскрипційного фактора PAX3. За умови активації експресія рецептору TGF-β експресія PAX3, а відтак MITF, пригнічується; за це відповідають білки-посередники Smad2 та Smad4. Протеїн SMURF2 є Е3-убіквітинлігазою, специфічною до Smad2 та Smad4 і спрямовує їх у протеасому – спеціальну клітинну машину для знищення білків. Таким чином SMURF2 розриває ланцюжок передачі сигналу від рецептору TGF-β до гену PAX3, що веде до відновлення експресії останнього і продовження проліферації злоякісних меланоцитів. У ході клональної еволюції пухлини, клітини, які мають понаднормову активність SMURF2 отримують перевагу в умовах застосування інгібіторів серин/треонінової кінази ERK. Одночасне інгібування SMURF2 та ERK (позначені червоним на схемі) призводить до повного припинення поділів злоякісних меланоцитів та до їх поступової загибелі шляхом апоптозу.

Продовжити читання:

<попердня тема Концепція синтетичної летальності та її застосування в боротьбі із пухлинами ||

наступна тема Подвійний удар по хронічній мієлоїдній лейкемії>

Посилання:

ScienceDaily_Logo

JNCI Journal of the National Cancer Institute

Advertisements

Залишити відповідь

Заповніть поля нижче або авторизуйтесь клікнувши по іконці

Лого WordPress.com

Ви коментуєте, використовуючи свій обліковий запис WordPress.com. Log Out / Змінити )

Twitter picture

Ви коментуєте, використовуючи свій обліковий запис Twitter. Log Out / Змінити )

Facebook photo

Ви коментуєте, використовуючи свій обліковий запис Facebook. Log Out / Змінити )

Google+ photo

Ви коментуєте, використовуючи свій обліковий запис Google+. Log Out / Змінити )

З’єднання з %s