Цисплатина

4.2.2.Металотеонеіни

Особлива роль у формуванні резистентності відводиться металотеонеінам.

Оскільки у вільному стані ці сполуки нуклеофільні, металотеонеіни зв`язуються з електрофільними протипухлинними препаратами типу цисплатина, а також мелфаланом та деякими антибіотиками: адріаміцином, блеоміцином та доксорубіцином.

Клітини, що гіперексперсують металотеонеіни, часто резистентні до дії цисплатина [50,51]. Однак металотеонеін не є обов`язковим компонентом резистентності до цього препарату, оскільки зустрічаються резистентні до цисплатина клітинні лінії, в яких металотеонеін не виявляється [43].

При обробці цисплатином резистентних до препарата клітин з підвищеним вмістом металотеонеіна 70% внутрішньоклітинної платини знаходять у зв`язаному з білком стані.

Досліди по трансфекції гена металотеонеіна ІІа показали, що клітини-трансфекти набувають резистентності до цисплатина, хлорамбуцила та мелфалана [52].

Добре виражена експресія металотеонеіна в пухлинах може мати прогностичне значення. Наприклад, при лікування хворих на рак стравоходу за допомогою цисплатина 5-річна життєздатність пацієнтів з металотеонеін-від`ємними пухлинами становить 56%, а пацієнтів з металотеонеін-позитивними пухлинами – 26% [53].

З наведених вище даних можна заключити, що у випадках підвищеної експресії металотеонеін є важливою складовою резистентності до цисплатина.

4.3.Репарація пошкоджень ДНК.

Резистентність клітин до дії цисплатина може залежати від стану системи репарації пошкоджень ДНК.

Один з механізмів резистентності клітин до цисплатину – прискорена репарація цисплатин-ДНК-адуктів [54]. Чутливі до дії цисплатина клітинні лінії відрізняються зниженою здатністю ліквідувати основні адукти ДНК та цисплатина (GG-Pt та GA-Pt), а також послабленою активністю ДНК-полімераз [55,56]. Обробка резистентних до цисплатина клітин афідикоіном – інгібітором ДНК-полімераз a та b повертає чутливість до цисплатина, що стверджує роль репарації адуктів цисплатин-ДНК у формуванні резистентності [57].

На сьогодні мало відомо, щодо ліквідації продуктів платинування ДНК у мітохондріях. Вважають, що мітохондріальна ендонуклеаза G (Endo G) може брати участь у репаративних процесах цих органел [58].

Нещодавно з культуральної рідини пухлинних клітин та біопсійного матеріалу пухлин людини були виділені білки HMG (high-mobility group) та їм подібні, які зв`язуються з ДНК, що пошкоджена цисплатином, але не трансплатином чи ультрафіолетовим випроміненням [59,60]. Ці білки – висококонсервативні, локалізуються у цитоплазмі та ядрі клітини. Їх біологічна роль ще точно не встановлена. Інтенсивність зв`язування ДНК з цисплатином та HMG-подібними білками прямо пропорційна ступеню пошкодження ДНК. ДНК резистентних клітин зв`язується з цими білками більш ефективно. HMG-білки взаємодіють з платинованою ДНК, закривають пошкоджені сайти від ферментів ексцизійної репарації. Припускають, що зв`язування HMG-подібних білків з пошкодженою ДНК може викликати зупинку реплікації чи транскрипції, а також впливати на роботу систем контролю клітинного циклу при руйнуванні ДНК.

Відомо, що такі дефекти системи репарації невідповідностей (mismatch repair), як недостатня експресія білків hMSH2 чи hMLH-1, призводять до виникнення резистентності до цисплатина [61,62]. MSH2-білок сам по собі чи разом з білком GTBP/p160 розпізнає невеликі зміни у ланцюгу ДНК, наприклад, продукти платинування ДНК, і зв`язується з ними.

Априорі можна було б припустити, що відсутність якої-небудь частини системи репарації ДНК сприяє розвитку гіперчутливості до дії цисплатина, що відбувається у клітинах, дефектних за системою ексцизійної репарації. Але у випадку порушення функції системи mismatch repair клітина набуває резистентності до цисплатина. Цей феномен можна розглядати з двох позицій. По-перше, порушення системи mismatch repair може бути наслідком індукованого цисплатином випадкового мутагенезу, що в результаті обумовлює стійкість до дії цисплатина. По-друге, саме дефект у роботі цієї системи репарації може покласти початок резистентності [63,64].

Комплекс білків репарації “розпізнає” адукти у ланцюгу-шаблоні ДНК та намагається виправити ланцюг, що синтезується [65]. Так, поки існує адукт у ланцюгу-шаблоні, а підбір нових основ не ліквідує невідповідність, що існує, генерується сигнал, який запускає програму апоптозу. Якщо система mismatch repair не працює, такий сигнал не генерується, клітини стають толерантними до адуктів цисплатин-ДНК та набувають резистентного фенотипу.

У випадку порушення системи ексцизійної репарації спостерігається протилежний ефект. Клітини, дефектні по системі ексцизійної репарації значно більш чутливі до дії цисплатина, ніж нормальні клітини [66].

Показано, що цисплатин індукує експресію важливого для ексцизійної репарації гена ERCC-1. Але до активації гена ERCC-1 відбувається активації генів c-fos та c-jun, а також фосфорилювання білка c-Jun [67].

Нещодавно був відкритий новий ген BRCA1, повязаний з репарацією пошкодженої ДНК. Показано, що гіперекспресія цього гена в клітинах рака яєчника та молочної залози асоційована з резистентністю до дії цисплатина [68].

Топоізомерази І та ІІ, що релаксують спіралі ДНК, є важливими ферментами реплікації, транскрипції та рекомбінації. Вони відіграють суттєву роль у процесах усунення адуктів ДНК-цисплатин. У багатьох резистентних до дії цисплатина клітинах спостерігається підвищена активність топоізомерази ІІ [69]. Інгібітори топоізомераз І та ІІ: етопозид, камтотецин, СРТ-11, SN-38, новобіоцин – викликають сенсибілізацію резистентних клітин до дії цисплатина [70-72].

Ще одним механізмом резистентності до цисплатина на рівні ДНК може бути підвищена концентрація в клітині вільних нуклеотидів (наприклад, АТФ, АДФ), які конкурують з ДНК за зв`язування з цисплатином [73]. Таким чином, вільні нуклеотиди, концентрація яких у цитоплазмі відрізняється в різних клітинах, можуть значно впливати на чутливість пухлин до цисплатина.

Важливо також розглянути утворення зшивок ДНК-білок під дією цисплатина. Хоча кількість цих адуктів набагато менше, ніж у разі між- та внутри- ланцюгових зшивок, але відмічено, що вони також відповідальні за цитотоксичний ефект цисплатина. Наприклад, було показано, що одна резистентна до дії цисплатина клітинна лінія раку яєчника утримувала у 6 разів менше цитокератина 18, ніж чутлива лінія. Трансфекція кДНК цитокератина 18 в клітини резистентної лінії давала клони з підвищеним рівнем цього білка та у більшості випадків з чутливим фенотипом. При цьому було встановлено, що після обробки цисплатином, з ДНК у клітинах зв`язуються негістонові білки. Пізніше ці білки було ідентифіковано як цитокератини [74]. Можливо, що формування зшивок цитокератин-ДНК, асоціюється з цитотоксичністю цисплатина. Тоді зменшення продукції цитокератина 18 у резистентних клітинах веде до зменшення кількості зшивок білок-ДНК та, як наслідок, зниження чутливості до цисплатина.

Виходячи з вищенаведеного, можна заключити, що резистентність до дії цисплатина на рівні ДНК обумовлена підвищеною активністю систем репарації клітини чи її толерантністю до існуючих ДНК-Pt-адуктів.