Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Zahamować wypływ leku - to za mało!
Zahamować wypływ leku - to za mało!
Jak powszechnie wiadomo, transportery wielolekowe z rodziny ABC (ang. ATP-binding cassette) stanowią liczną grupę transbłonowych białek, których występowanie związane jest z obniżeniem akumulacji ksenobiotyków w komórce. Jeśli wziąć pod uwagę np. komórki nowotworowe, obecność transporterów może stanowić istotne ograniczenie w skutecznej terapii. Badanie poziomu ekspresji transporterów oraz ich interakcji z powszechnie stosowanymi lekami stanowi jeden z kluczowych filarów badań biomedycznych, w szczególności w aspekcie terapii spersonalizowanej. Ostatnie doniesienia wskazują, że choć brak akumulacji danego leku koreluje z nadekspresją pomp wielolekowych, to jednak nie musi być wynikiem bezpośredniej ich aktywności.

Obecność białek oporności wielolekowej w błonach komórek jest jednym z czynników determinujących transport leków do miejsc docelowych. Wśród najczęściej badanych transporterów wymienić można białko BCRP (ang. breast cancer resistance protein) – pompę, która powoduje oporność na wiele związków m.in. o działaniu przeciwnowotworowym. Zalicza się do nich istotne z punktu widzenia badań klinicznych inhibitory kinaz tyrozynowych, np. imatinib, nilotinib, gefitinib, dasatinib, sunitinib i inne. Wiele z tych związków jest substratem dla BCRP przy niskich stężeniach, natomiast przy wysokich stężeniach ten sam związek może być inhibitorem wspomnianego transportera. 

Gefitinib, będący przykładem inhibitora kinaz tyrozynowych, wykorzystywany jest w przebiegu zaawansowanej postaci niedrobnokomórkowego raka płuca (NSCLC, ang. non-small cell lung cancer). NSCLC to - obok raka drobnokomórkowego - jeden z dwóch głównych typów nowotworów płuc. Postać ta jest mniej agresywna, jednak stanowi ok. 85% wszystkich nowotworów atakujących ten narząd. Gefitinib hamuje w sposób selektywny aktywność EGFR. Wielu naukowców wskazuje na zależne od stężenia interakcje leku z transporterem BCRP.

Eksperymenty na poziomie przedklinicznym wykazały zdolność gefitinibu do hamowania aktywności wspomnianej pompy wielolekowej, a przez to również do odwracania oporności na leki stosowane w chemioterapii. Należy zwrócić uwagę, że większość badań przeprowadzana jest jednak na modelach komórkowych z wyidukowaną nadekspresją białka. W tym przypadku często nie bierze się pod uwagę, że zwiększenie poziomu BCRP w błonach komórek może prowadzić do zmian w poziomie ekspresji innych białek, również transporterowych i zaburzać fizjologiczne procesy zachodzące przez błony komórkowe.

Wyniki ostatnich badań, które ukazały się w czasopiśmie PLOS One uwzględniają nie tylko zdolność hamowania aktywności białka BCRP przez gefitinib w kilku liniach komórek niedrobnokomórkowego raka płuca, ale również wpływ nadekspresji BCRP na regulację genów kodujących inne transportery. Autorzy ocenili ponadto w jakim stopniu badane komórki nowotworowe pobierają gefitinib i inne substraty z przestrzeni zewnątrzkomórkowej.

Stwierdzono zróżnicowaną ilość aktywnego białka BCRP w badanych liniach komórkowych, który nie korelował z poziomem wrażliwości na gefitinib. Autorzy wykazali znaczną zdolność leku do zahamowania wypływu znacznika fluorescencyjnego Hoechst 33342, będącego substratem pompy, co przy jednoczesnym braku zmian w ekspresji BCRP pod wpływem gefinitibu wskazuje na mechanizm bezpośredniej interakcji związek-białko.  Naukowcy pokazali jednak, że poziom ekspresji transportera jest istotny z punktu widzenia akumulacji gefinitibu w badanych komórkach nowotworowych.

Wyciszenie ekspresji BCRP związane było ze zwiększoną zawartością leku w przestrzeni wewnątrzkomórkowej, w przeciwieństwie do  układu charakteryzującego się nadekspresją pompy. Jednakże, wewnątrzkomórkowe stężenie gefitinibu wynikało nie tyle z efektywnego usuwania związku przez BCRP, ale ze zmian w poziomach innych transporterów, które odpowiedzialne są za proces odwrotny, czyli pobieranie składników z przestrzeni zewnątrzkomórkowej.

Przebadano panel 84 genów kodujących białka transportujące i stwierdzono, że zwiększona ilość BCRP koreluje ze zmniejszeniem ekspresji genów, kodujących inne białka, zarówno z rodziny ABC, jak i SLC (np. SLC22A1, SLC22A3, SLC3A2 i in.). Jednocześnie, zaobserwowano, że w przypadku znacznego poziomu BCRP w mniejszym stopniu pobierane są przez komórki nowotworowe również takie składniki, jak MPP (1-metylo-4- fenylopirydyna), glukoza i glutamina.

 –  Uzyskane przez tę grupę badaczy rezultaty, choć są na poziomie in vitro, to jednak pokazują jak istotna jest indywidualizacja leczenia pacjentów z chorobą nowotworową. W różnych liniach komórkowych, nawet wywodzących się z tego samego typu nowotworu, poziom ekspresji wielu genów i w następstwie białek często jest bardzo zróżnicowany – mówi dr Jerzy Wiśniewski z Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu. Przekłada się to na zmiany w zdolności do wnikania i akumulacji w komórkach nowotoworowych chemioterapeutyków. Ponadto, opublikowane wyniki z powodzeniem można wykorzystać w interpretacji badań na poziomie in vivo, gdyż zakres stosowanych stężeń gefitinibu, od 10 nM do 10 µM, odpowiada stężeniom stosowanym w badaniach na poziomie klinicznym.

Źródła

Galetti M, Petronini PG, Fumarola C i in. Effect of ABCG2/BCRP Expression on Efflux and Uptake of Gefitinib in NSCLC Cell Lines. PLoS One. 2015 Nov 4;10(11):e0141795

http://www.webmd.com/lung-cancer/ss/slideshow-lung-cancer-overview

AE van Herwaarden, Schinkel AH. The function of breast cancer resistance protein in epithelial barriers, stem cells and milk secretion of drugs and xenotoxins. Trends Pharmacol Sci. 2006;27(1):10-6

KOMENTARZE
news

<Wrzesień 2019>

pnwtśrczptsbnd
26
27
28
29
30
31
1
2
3
4
5
6
7
8
9
12
13
14
15
17
Biznes w Genach
2019-09-17 do 2019-09-17
18
Cancer Prevention 2020
2019-09-18 do 2019-09-18
21
22
27
28
29
2
Business Insider Trends Festival
2019-10-02 do 2019-10-03
4
BioNinja Challenge 2019
2019-10-04 do 2019-10-06
5
6
Newsletter