Сигнальна функція білків

Статті на тему

Дані наукової літератури та результати досліджень ролі ауто/паракринних факторів росту, їх рецепторів та деяких нижчележачих сигнальних білків довели їхню значущість у клінічній течії, прогнозі та формуванні гормональної та лікарської резистентності різних пухлин.

Аналіз експресії рецепторів факторів росту, а також активності нижченаведених сигнальних шляхів стає в даний час невід'ємною складовою комплексного обстеження онкологічного хворого для розробки стратегії та тактики лікування та вибору найефективніших схем лікарської терапії

Сигнальна система ІФР/ІФР-IR - один із ключових ауто/паракринних регуляторів зростання злоякісного новоутворення.

Сигнальній функції білків присвячені активні експериментальні та клінічні дослідження, розпочаті ще наприкінці минулого століття та націлені на придушення її активності як молекулярно-спрямовану протипухлинну терапію.

Сьогодні існує кілька класичних підходів до вирішення цього питання:

зниження рівня та/або біологічної активності циркулюючих факторів зростання, у тому числі і. за допомогою ІФРСБ;
блокування функції ІФР-IR за допомогою специфічних моноклональних антитіл або низькомолекулярних інгібіторів їхньої внутрішньої тирозинкіназної активності;
застосування антисмислових РНК до різних компонентів системи.

Дослідження та значимість анти-ІФР

Відзначено, що спроби вплинути на рівень циркулюючих ІФР, використовуючи аналоги соматостатину, що проводилися у хворих на пухлини молочної залози, виявилися безуспішними. При пухлинах інших органів цей підхід застосованоне був.

Також не виявили клінічно значущої активності в першій фазі клінічних випробувань та антитіла MEDI-573, що нейтралізують ІФР-I, але зараз вони проходять другу фазу випробувань – розглядається їх ефективність у поєднанні з ендокринною терапією при пухлинах молочної залози.

Найбільш затребуваний сьогодні напрямок анти-ІФР терапії - придушення активності факторів росту пухлини. Наприклад, раніше було розроблено кілька варіантів антитіл до рецепторного білка.

Препарати першого покоління були спрямовані лише проти ІФР-IR та не взаємодіяли з рецептором інсуліну. Покоління анти-ИФР, створені пізніше, вступали у взаємодію Космосу з гібридним рецептором.

Моноклональні антитіла до ІФР-IR ефективно інгібують дію ІФР-I у різних пухлинах через посилення інтерналізації ІФР-IR та ефективного зниження кількості ІФР-IR на клітинній поверхні.

Дослідження показали можливість зниження швидкості зростання пухлин яєчників за допомогою моноклональних антитіл до ІФР-рецепторів.

Крім того, нещодавно виявлено, що антитіла до ІФР-IR суттєво посилювати ефективність хіміотерапевтичних препаратів, що входять до стандартних схем лікування, а також терапевтичний ефект антиангіогенних препаратів – інгібіторів mTOR та бевацизумабу.

Оскільки ІФР-IR – це, по суті, тирозинкіназа, було висловлено припущення, що низькомолекулярні ІТК, аналогічні до тих, що застосовуються при спрямованій анти-РЕФР-терапії, покажуть свою ефективність також для нейтралізації дії ІФР у тканинах злоякісного новоутворення.

На різних культурах пухлинних клітин було продемонстровано ефективність таких низькомолекулярних інгібіторів активності рецепторів ІФР, як:

Дія цихінгібіторів пов'язано, в першу чергу, з пригніченням активації кінази Akt та індукцією апоптозу – ці ефекти не знижуються при додаванні до системи рекомбінантного ІФР-І.

Крім того, ефект посилюється при поєднанні інгібіторів ІФР-IR з лікарськими засобами, спрямованими проти Akt та ERK-сигнальних шляхів – інгібіторів mTOR, анти-HER препаратів та інгібіторів PARP.

У клінічних дослідженнях 1 та 2 фази брали участь 8 анти-ІФР-IR антитіл:

AMG-479 - ganitumab;
IMC-A12 - cixutumumab;
SCH 717454 - robatumumab;
CP-751,871 - figitumumab;
MK-0646 - dalotuzumab;
AVE1642;
BIIB022,

а також 6 інгібіторів тирозинкінази ІФР-IR:

Ці лікарські препарати показали відносну ефективність у передклінічних випробуваннях при таких формах онкологічних патологій, як саркома Юінга, недрібноклітинний рак легені, пухлини товстої кишки, солідних пухлинах у дітей, метастазуючому раку молочної залози та деяких інших формах цього захворювання.

У більшості клінічних досліджень препарати анти-ІФР-IR добре переносилися пацієнтами, тобто без суттєвих побічних явищ з боку різних органів та систем.

Їх значний довготривалий ефект у режимі монотерапії відзначений при деяких саркомах, а поєднання figitumumab з препаратами платини та паклітакселом продемонструвало хороший результат при недрібноклітинному раку легені.

Проте понад 50 протоколів клінічних випробувань, проведених до сьогодні, дали привід засумніватися у можливостях анти-ІФР-IR препаратів як протипухлинні засоби.

Встигнете завантажити все, що потрібно, за демодоступомза 3 дні?

Фахівці виділяють принаймні дві суттєвіпроблеми:

Незважаючи на активні експериментальні та клініко-лабораторні випробування, досі не знайдено жодного значущого молекулярного маркера чутливості до анти-ІФР-IR препаратів ні на рівні експресії білків, ні на молекулярно-генетичному рівні.
Сигнальна функція білків ІФР тісно пов'язана з процесами, які регулює гормон інсулін, отже, підвищеної уваги потребує метаболічний синдром, яким нерідко є супутником багатьох онкологічних захворювань.

Іншими словами, незважаючи на те, що стратегії, в основі яких лежить специфічний вплив на ІФР-IR-рецепторну систему, повинні інгібувати мітогенний ефект ІФР, сьогодні вони складні для застосування в терапевтичних цілях, а пригнічення мітогенних ефектів ІФР виключно за рахунок спрямованого впливу на ІФР-IR навряд чи можливо.

Більше можливостей дає поєднання анти-ІФР-стратегій з класичними цитостатичними або таргетними препаратами, націленими на пригнічення сигнальних білків або альтернативних сигнальних шляхів.

Роль сигнальної функції білків у розвитку лікарської та гормональної резистентності злоякісних пухлин

Особливу роль регуляції проліферації клітин та його апоптозу грає ядерний транскрипційний чинник NF-кВ - він регулює експресію генів, що у цих процесах. NF-кВ B - один із найбільш універсальних клітинних регуляторів.

Він є нижчим ефектором обох сигнальних шляхів факторів росту (PI3K/Akt і ras-raf) і, крім проліферації та апоптозу, впливає на регуляцію запальних та аутоімунних реакцій та деякі інші життєво важливі процеси.

NF-кВ – це гетеродимерний комплекс білків сімейства Rel, неактивних у більшості клітин, що покоїться. Вониперебувають у цитоплазмі разом із специфічними інгібіторами - IкВ. Стимуляція активності NF-кВ є відповіддю на низку екзогенних стимулів.

У цьому випадку відбувається фосфорилювання інгібіторного білка IкВ специфічними кіназами (IKK), а потім його убіквітінація та повна деградація в протеасомах, внаслідок чого вільний та активний NF-кВ надходить у ядро і зв'язується зі специфічними ділянками ДНК, регулюючи транскрип.

У більшості пухлинних клітин NF-кВ постійно активована і знаходиться в ядрі. Саме ця активація перешкоджає «запрограмованій смерті» клітин – апоптозу.

Вона збільшує їх проліферативну активність, а також інвазивний, метастатичний і ангіогенний потенціал.

Рівень та співвідношення експресії та ступеня активації промітогенних та антиапоптотичних сигнальних білків у пухлинній тканині показує проліферативну активність пухлини та її чутливість чи стійкість до різних видів лікування.

Це біологічно значущий фактор прогнозу при різних видах ракових захворювань.

Проведені експериментальні дослідження дають привід припустити, що постійна активація Akt та загалом PI3K/Akt сигнального шляху - це один з основних механізмів резистентності HER2-позитивних клітин до герцептину та інших хіміопрепаратів, спрямованих проти рецепторів сімейства РЕФР.

Вона також може розглядатися як один із механізмів гормонорезистентності пухлин молочної залози, позитивних за гормональними рецепторами.

В останні роки проведено безліч досліджень соматичних мутацій у гені PIK3CA, що кодує її каталітичну субодиницю p110α.

Висунуто припущення, що вони відіграють важливу роль у патогенезі та прогресії пухлин і частозустрічаються при пухлинах молочної залози у жінок, колоректальному раку, злоякісних новоутвореннях ендометрію, сечового міхура, шлунка та ін.

Однією з причин стійкості раку молочної залози та деяких інших видів онкологічних патологій до антиестрогенів, хіміотерапевтичних препаратів та променевої терапії є гіперактивація NF-кВ.

Крім цього, доведено, що NF-кВ стимулюють утворення остеолітичних метастазів у кістках. Передбачається, що створення протипухлинних агентів, що блокують NF-кВ та вищележачі сигнальні шляхи, дозволить підвищити чутливість клітин до лікування, що може мати величезне терапевтичне значення.

Клінічне значення досліджень PI3K/Akt/NF-κВ та інших сигнальних білків у злоякісних новоутвореннях молочної залози

Більшість підтверджень визначального значення PI3K/Akt/NF-кВ сигнального шляху отримана шляхом експериментів, у той час як інформації про експресію та активність цих білків в пухлинах людини мало, вона отримана різними методами і вимагає подальшого підтвердження та розвитку.

Крім того, для ефективного застосування препаратів спрямованої дії на сигнальну функцію білків у клінічній практиці необхідно:

визначити нозологічні форми пухлин;
виділити групи пацієнтів, у яких очікується максимального ефекту;
розрахувати співвідношення вмісту білка-мішені в пухлини і в здоровій тканині, що її оточує.

Показано можливість стратифікації пацієнток з позитивною за рецепторами естрогенів (РЕ) формою раку молочної залози на чутливих та стійких до тамоксифену на підставі показників ДНК-зв'язувальної активності NF-кВ.

При використанні імуногістохімічного методу показано також, щоекспресія активованого NF-кВ B у РЕ у пацієнток з метастатичним ураженням регіонарних лімфовузлів має прогностичне значення: чим вища експресія активованого NF-кВ B у пухлини, тим менше шансів на вихід у ремісію та загальну п'ятирічну виживання жінки.

Одночасно було розглянуто експресію інших сигнальних білків:

phospho-Akt4;
фосфорильований транскрипційний фактор STAT3;
РЕФР;
HER2/neu;
фосфатаза PTEN,
білок Ki-67.

Також показано позитивний кореляційний взаємозв'язок між рівнями експресії NF-кВ та phospho-Akt. Обидва ці показники, у свою чергу, пов'язані з гіперекспресією HER2/neu та ступенем злоякісності пухлини молочної залози.

Ця інформація може стати основою для припущення, що активація phospho-Akt/NF-кВ сигнального шляху погіршує прогноз естрогенозалежного раку молочної залози з метастазами в лімфовузлах.

Зіставлення показників у пухлинній та здоровій тканині дало можливість зробити розрахунок референсних значень, перевищення яких говорить про несприятливий прогноз:

NF-кВp65 > 30,2 нг/мг білка;
ДНК-зв'язуюча активність NF-кВp65 > 118 Од/мг білка;
ДНК-зв'язувальна активність NF-кВp50 > 2300 Од/мг білка;
Akt1 > 48,4 Од/мг білка.

Підвищення рівня phosphoAkt1в пухлини в порівнянні зі здоровою тканиною вважається несприятливою ознакою.

В результаті було виявлено тенденцію до зниження безрецидивного виживання в групі хворих на РМЗ з підвищеним рівнем phosphoAkt1 у пухлини порівняно з тими, у яких рівень phosphoAkt1 у пухлини був нижчий, ніж у навколишній тканині.

Показано також тенденцію до збільшення загальної 9-річної виживання вгрупі пацієнток з рівнем phosphoAkt1 у пухлини, що не перевищує медіани.

Таким чином, результати лабораторних досліджень та оцінка сучасних публікацій, присвячених сигнальній функції білків та ролі NF-кВ у формуванні гормональної та лікарської резистентності пухлини молочної залози, доводять перспективність застосування цих показників для виявлення стійкої до гормонів підгрупи серед хворих на РЕ-позитивний РМЗ та інші форми злоякісних новоутворень.

Подальшого детального вивчення вимагає питання про роль сигнальних білків в оцінці та подоланні стійкості пухлин до впливу хіміотерапевтичних препаратів та променевої терапії, а також у визначенні показань до клінічного застосування модуляторів активності NF-кВ та загальному прогнозі захворювання.