Lægemiddeltransportører: nylige fremskridt vedrørende BCRP og tyrosinkinasehæmmere

det er blevet beskrevet, at flere TKI ‘ er er i stand til at interagere med medlemmer af ABC-familien af transportører såsom BCRP, P-gp og MRP1 (Hegedus et al, 2002; Shukla et al, 2007). De fleste undersøgelser har været fokuseret på interaktionen mellem TKI ‘er og BCRP, mens der er knappe oplysninger til rådighed for interaktionen mellem MRP1 eller andre MRP’ er og disse lægemidler. Da der imidlertid er offentliggjort flere kontroversielle fund vedrørende dette emne, satte vi os for at analysere og diskutere nogle nylige data og yderligere afklare potentielle interaktioner mellem BCRP og TKI ‘ er.

Canertinib

Canertinib (CI-1033) er en hendes familie TKI, der har vist sig at interagere med BCRP. Erlichman et al (2001) viste, at MDA-MB-231 celler transficeret med BCRP havde 4,9 gange lavere akkumulering af canertinib end celler transficeret med Tom vektor, hvilket antyder, at canertinib er et substrat for BCRP. I både BCRP-transficerede celler og ikke-valgte hct8 kolorektal carcinom og t98g glioblastomaceller med endogen BCRP-ekspression sensibiliserede canertinib celler over for SN-38 og topotecan. Konsekvent øgede canertinib den cellulære ophobning af disse lægemidler (erlichman et al., 2001).

Imatinib

Imatinibmesylat er en TKI af BCR-ABL, blodpladeafledt vækstfaktorreceptor og stamcellefaktor / c-kit. Modstridende resultater er blevet offentliggjort vedrørende BCRP ‘ s evne til at transportere denne forbindelse. I en undersøgelse gav overekspression af BCRP i Saos2-celler ikke resistens over for imatinib, og akkumulering og udstrømning af dette lægemiddel blev ikke påvirket af BCRP-ekspression og ATP-udtømning (Houghton et al., 2004), hvilket antyder, at imatinib ikke er et substrat for BCRP. Imatinib kan snarere tjene som en potent BCRP-hæmmer, hvilket muliggør reversering af BCRP-medieret resistens over for topotecan og SN-38 (Houghton et al., 2004). Tilsvarende blev akkumulering af mitoksantron i primær kronisk myeloid leukæmi (CML) CD34+ – celler, der overudtrykkede BCRP, signifikant øget med 5 liter imatinib, hvilket bekræfter aktiviteten af denne TKI som en BCRP-hæmmer (Jordanides et al., 2006). De samme forfattere postulerede, at imatinib ikke er et BCRP-substrat, da BCRP-hæmning i CML CD34+ – celler hverken forstærkede effekten af imatinib eller påvirkede Imatinib-akkumuleringen i disse celler. I modsætning hertil viste Burger et al (2004), at MCF7/MR og MCF7/AdVp3000 celler med overekspression af BCRP havde signifikant lavere intracellulær imatinibakkumulering sammenlignet med forældrenes MCF7-cellelinie. Også HEK293-celler transficeret med BCRP-varianter, både vildtype (Arg i position 482, HEK293/R) og mutanter (Gly eller Thr i position 482, HEK293/G og HEK293/T), viste en markant nedsat Imatinib-akkumulering, som næsten kunne vendes fuldstændigt af den BCRP-specifikke hæmmer Ko143 (Burger et al, 2004). Også den specifikke BCRP-hæmmer fumitremorgin C (FTC) kunne vende den to til tre gange modstand mod imatinib af BCR – ABL-ekspressive celler transduceret og valgt til at overudtrykke BCRP (K562/BCRP-MKS10) (Nakanishi et al., 2006). (2007) postulerede, at imatinib er et BCRP-substrat baseret på observationerne om, at (a) BCRP – transducerede k562-celler var to til tre gange resistente over for imatinib-induceret apoptose, og at inhibering af BCRP med FTC fuldstændigt ophævede den resistente fænotype, (B) Imatinib interagerer direkte med BCRP på substratbindingsstedet og stimulerer BCRP-ATPase-aktivitet, og endelig (c) BCRP-transducerede celler viste signifikant mindre Imatinib-akkumulering. Selvom denne undersøgelse giver stærke beviser for imatinib som et BCRP-substrat, kan det også pege på det faktum, at imatinib-transport med BCRP er koncentrationsafhængig, da imatinib-transport kun blev lettet ved lave koncentrationer (<1 liter m). Bekræftende eksperimentelle beviser for denne opfattelse blev præsenteret af Shukla et al (2007), der rapporterede om et snævert koncentrationsområde, inden for hvilket BCRP kan transportere TKI ‘ er og især imatinib. Selvom kontroversen kan fortsætte, om imatinib er et BCRP-substrat eller ej, kan denne hypotese muligvis hjælpe med at forklare de modstridende resultater, da forskellige koncentrationer af lægemidlet er blevet brugt i forskellige litteraturrapporter.

andre interaktioner udover at være et muligt substrat eller hæmmer synes at eksistere, da imatinib selv kunne dæmpe dets modstand ved at undertrykke BCRP-ekspression (Nakanishi et al., 2006). Interessant nok reducerede imatinib ekspressionen af BCRP kun i k562 / BCRP-MKS10-celler, der udtrykker BCR-ABL, men ikke i celler, der mangler BCR-ABL-ekspression. Den underliggende mekanisme for disse differentielle reaktioner involverede nedstrømseffekter af imatinib-inhibering af BCR-ABL, hvilket førte til nedsat phosphorylering af Akt, hvilket efterfølgende førte til reduceret BCRP-ekspression (Nakanishi et al., 2006). Denne undersøgelse viste, at en aktiv PI3K–Akt-vej er ansvarlig, i det mindste delvist, for vedligeholdelse af BCRP-ekspression (Figur 1). Derudover kan PI3K-Akt-signalvejen regulere den cellulære lokalisering af denne transportør. I denne sammenhæng viste Mogi et al (2003), at Akt-inhibering af LY294002 provokerede translokation af Bcrp1 fra plasmamembranen til det cytoplasmatiske rum af sidepopulation (SP) celler.

Figur 1
figur1

interaktion mellem TKI ‘ er og BCRP. En aktiv PI3K-Akt-vej er tilsyneladende vigtig for BCRP-ekspression og lokalisering i plasmamembranen. (A) stimulering af denne vej med EGF, for eksempel, vil phosphorylere Akt, hvilket fører til BCRP lokalisering til plasmamembranen. (B) (I) BCRP kan aktivt udstøde TKI ‘ er og således inducere resistens over for disse lægemidler. BCRP-medieret TKI-resistens kan dog ophæves ved TKI-hæmning af PI3K–Akt-vejen, hvilket kan føre til (II) BCRP-flytning til det intracellulære rum og/eller (III) nedsat BCRP-ekspression.

nylige undersøgelser antydede, at BCRP sammen med P-gp muligvis begrænser hjernens penetration af imatinib, hvilket forstærker ideen om, at denne TKI er et BCRP-substrat. Breedveld et al (2005) viste, at Bcrp1 knockout mus viste signifikant øget Imatinib hjernepenetration og nedsat imatinib clearance sammenlignet med vildtype mus. Derudover har de vist, at samtidig administration af BCRP-og P-gp-hæmmere forbedrede hjernens penetration af lægemidlet i vilde mus. Tilsvarende viste Bihorel et al (2007), at blokade af både P-gp og Bcrp1 signifikant øgede hjernepenetrationen af imatinib og dets metabolitter. Det skal dog bemærkes, at imatinibs blodkoncentration og hjerneindtrængning var uændret i Bcrp1-knockout-mus og vildtype-mus. Forfatterne postulerede, at en funktionel P-gp–aktivitet i blod-hjernebarrieren hos Bcrp1-knockout-mus kan være dominerende ansvarlig for at bevare en lignende hjerneoptagelse af imatinib sammenlignet med vilde dyr.

Nilotinib

Nilotinib er en ny BCR-ABL TKI, mere potent og selektiv end imatinib. Brendel et al (2007) viste, at BCRP-overudtrykkende k562 – celler var to til tre gange resistente over for nilotinib; dette blev dog kun observeret ved meget lave koncentrationer (10 og 25 nM), hvilket antyder, at resistens over for nilotinib muligvis ikke forekommer ved klinisk relevante koncentrationer. På trods af disse kendsgerninger blev forestillingen om, at nilotinib er et substrat for BCRP, understøttet af observationer om, at det interagerede med BCRP-substratbindingsstedet, det stimulerede ATPase-aktiviteten af denne transportør, og dens ophobning blev signifikant undertrykt i BCRP-transducerede celler. Af yderligere interesse syntes nilotinib at være en mere potent hæmmer af BCRP end imatinib.

Gefitinib

modstridende data er også blevet offentliggjort for epidermal vækstfaktorreceptor (EGFR) TKI gefitinib, da nogle forfattere beskriver det som et BCRP-substrat, mens andre klassificerede det som en hæmmer og ikke et substrat (Elkind et al., 2005; Nakamura et al., 2005). Mest sandsynligt skyldes den tilsyneladende uoverensstemmelse i disse resultater de valgte koncentrationer af gefitinib, der blev anvendt i de forskellige undersøgelser. Elkind et al. (2005) viste, at lave koncentrationer af Gefitinib (<1 liter m) signifikant aktiverede BCRP-ATPase-aktivitet i isolerede membraner af BCRP-ekspressive mammale MCF-7/MKS-og A431-celler, hvorimod højere koncentrationer (>1 liter m) havde en markant lavere stimulerende virkning. Derfor kan dette forklare manglen på Gefitinib-transport til vesikler af PC-6/SN2-5h-celler, da en gefitinibkoncentration på 30 liter M blev anvendt i denne undersøgelse (Nakamura et al., 2005). Disse resultater antyder, at gefitinib som beskrevet ovenfor for imatinib også kan have et smalt vindue, især i et lavt koncentrationsinterval, hvor dets aktive transport med BCRP er effektiv. I overensstemmelse med, at gefitinib var et BCRP-substrat, var BCRP-transducerede A431-celler resistente over for gefitinib sammenlignet med forældrecellelinjen (Yanase et al, 2004; Elkind et al, 2005), og den resistente fænotype blev vendt af den BCRP-specifikke hæmmer Ko143 (Elkind et al, 2005). I overensstemmelse med EGFR-amplifikation og afhængighed af EGFR-signalering for overlevelse er A431-celler meget følsomme over for gefitinib med IC50-værdier i nanomolarområdet. Omvendt viste k562-og P388-celler transduceret med BCRP ikke Gefitinib-resistens (Yanase et al., 2004). Faktisk er vildtype k562-og P388-celler relativt resistente over for gefitinib, hvor IC50-værdier i området 1-10 liter m er kompatible med deres mangel på iboende EGFR-ekspression. I overensstemmelse med dette har vi for nylig fundet, at humane EGFR-udtrykkende Caco-2 coloncarcinomceller udviser Gefitinib IC50-værdier i området 300-600 nM; i disse celler inducerede BCRP-overekspression gefitinib-resistens (Lemos et al., 2006a). I modsætning hertil viste MCF-7/MR, med meget lav EGFR-ekspression, IC50-værdier for gefitinib i 5-10-kilometerområdet, og i disse celler var BCRP-overekspression ikke en determinant for Gefitinib-resistens (data ikke vist). Det er således blevet antaget, at BCRP er en af determinanterne for gefitinib-resistens i celler, der udtrykker EGFR og viser EGFR-afhængig vækst (Yanase et al., 2004). Faktisk har Elkind et al (2005) vist, at BCRP-ekspression beskytter celler mod gefitinib-medieret inhibering af EGFR-phosphorylering og efterfølgende apoptose. Dette antyder, at BCRP forhindrer virkningen af gefitinib ved at udlede denne forbindelse fra cellen, før den kan interagere med plasmamembranassocieret EGFR. I lighed med canertinib og imatinib er gefitinib også en BCRP-hæmmer og reverserer BCRP-medieret lægemiddelresistens både in vitro og in vivo (Yanase et al, 2004; Nakamura et al, 2005).

erlotinib

Erlotinib er en anden EGFR TKI, hvis interaktion med BCRP er blevet undersøgt i mindre grad. Ikke desto mindre antyder en foreløbig undersøgelse, at erlotinib også er et substrat for BCRP (van tellingen et al., 2007). Da både gefitinib og erlotinib kan påvirke phosphorylering af Akt, nedstrøms for EGFR, kan denne mekanisme også være involveret.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.