Вчені вдарили по слабкому місцю пухлини: індукція оксидативного стресу в клітинах раку легень

Клітини раку є сенсибілізованими до оксидативного стресу через певні особливості метаболізму, і якщо їх трошечки підштовхнути в бік продукції реактивних форм кисню – вони приречені на смерть, чи бодай зупинку проліферації. Таку тезу демонструє нам дослідження американських вчених UT Southwestern Medical Center, яким вдалося спинити розмноження клітин раку легенів застосувавши звичайний антидіабетичний препарат. Але за таким здавалось би простим підходом стоять роки кропіткої наукової роботи і сучасна методологічна база, що знадобилися для розкриття молекулярного механізму дії цього препарату.

Загальна схема експерименту та основні отримані результати. Деталі у тексті, посилання наприкінці.

Читати далі

Концепція синтетичної летальності та її застосування в боротьбі із пухлинами

Два гени вважаються синтетично летальними в тому разі, якщо дезактивація одного з них не спричинює шкоди клітині, в той час як відсутність активності обох генів призводить до загибелі клітини. Вперше такі гени були відкриті в ході досліджень ферментів репарації ДНК Saccharomyces cerevisiae, тоді виявилося що майже 80 % генів дріжджів є синтетично летальними і мають до 10-ти летальних партнерів. В контексті злоякісної пухлини, поява мутації в гені-супресорі пухлинного росту веде до порушення рівноваги сигнальних каскадів і зміщення її в бік гена-партнера. Таким чином виникає надмірне навантаження на білковий продукт гена-партнера, що робить його більш сприйнятливим до дії селективних інгібіторів. Націлюючи терапевтичний препарат на білок-партнер, можна досягнути елімінації клітин раку, при цьому не завдаючи шкоди здоровим клітинам, оскільки останні не мають онкогенних мутацій і, відповідно, білок-партнер у них не сенсибілізований. Той факт, що інгібітор білку-партнеру не впливає на нормальні клітини, теоретично дає можливість  багаторазово підвищити терапевтичну дозу в зв’язку із кращою переносимістю препарату. Загалом, такий підхід повинен відчутно покращити підсумковий результат терапії.

Читати далі

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.

Читати далі

Подвійний удар по хронічній мієлоїдній лейкемії

Останні розробки в галузі дизайну специфічних препаратів свідчать, що застосування комбінації таргетних терапевтичних молекул або препаратів із розширеною специфічністю (так званих multi-target drugs, детальніше читати тут) поступово викристалізовується у новий сучасний тренд фармакології. В цьому плані було б зовсім не коректно оминути увагою нові можливості, що відкриваються у лікуванні хронічної мієлоїдної лейкемії (ХМЛ). Згадана гематологічна неоплазія є хрестоматійним прикладом дослідження молекулярних механізмів канцерогенезу. ХМЛ – перший тип раку, в якому в середині 70-х рр. ХХ ст. було виявлено специфічне генетичне порушення: реципрокну хромосомну транслокацію між 9 та 22 хромосомами. Далі на початку 80-х доведено, що транслокація є причиною експресії онкогену – химерного протеїну Bcr-Abl, який викликає неконтрольований поділ лейкемічних клітин. І нарешті на початку 2000-х рр. було введено у клініку перший у світі таргетний препарат, що націлений на онкоген Bcr-Abl. Таким чином третє тисячоліття ознаменувалося початком ери таргетної терапії раку. Також саме на ХМЛ були досліджені і сформульовані такі поняття як нестабільність геному злоякісної клітини та клональна еволюція, і вперше постало питання резистетності раку до таргетної терапії.

Молекулярні основи хронічної мієлоїдної лейкемії. Реципрокна транслокація між 9 та 22 хромосомами t(9;22) є характерним генетичним маркером ХМЛ. Внаслідок обміну хромосомними сегментами відбувається злиття генів BCR та ABL на вкороченому аддукті 22-ї хромосоми (аддукт має спеціальну назву – філадельфіська хромосома). Продуктом злитого гену є химерний протеїн Bcr-Abl, який є постійно діючою тирозин-кіназою, яка шляхом фосфорилювання запускає сигнали до проліферації та виживання лейкемічної клітини. Джерело: Fröhling S.,  et al, Chromosomal Abnormalities in Cancer. The New England Journal of Medicine. 2008; 359:722-34

Читати далі