Transportadores de fármacos: avances recientes en relación con la BCRP y los inhibidores de la tirosina cinasa

Se ha descrito que varios ITC pueden interactuar con miembros de la familia de transportadores ABC, como la BCRP, la P-gp y la MRP1 (Hegedus et al, 2002; Shukla et al, 2007). La mayoría de los estudios se han centrado en la interacción entre los ITC y la PRCB, mientras que se dispone de escasa información sobre la interacción de MRP1 u otros MRP y estos fármacos. Sin embargo, dado que se han publicado varios hallazgos controvertidos sobre este tema, nos propusimos analizar y discutir algunos datos recientes y aclarar aún más las posibles interacciones entre el BCRP y los ITC.

Canertinib

Canertinib (CI-1033) es un ITC de SU familia que ha demostrado interactuar con BCRP. Erlichman et al (2001) mostraron que las células MDA-MB-231 transfectadas con BCRP tenían una acumulación de canertinib 4,9 veces menor que las células transfectadas con vector vacío, lo que sugiere que el canertinib es un sustrato de BCRP. Tanto en las células transfectadas con BCRP como en el carcinoma colorrectal HCT8 no seleccionado y en las células de glioblastoma T98G con expresión endógena de BCRP, las células sensibilizadas al canertinib fueron SN-38 y topotecan. De manera consistente, el canertinib aumentó la acumulación celular de estos fármacos (Erlichman et al, 2001).

Imatinib

El mesilato de imatinib es un ITC de BCR-ABL, receptor del factor de crecimiento derivado de plaquetas y factor de células madre / c-kit. Se han publicado resultados contradictorios con respecto a la capacidad de la BCRP para transportar este compuesto. En un estudio, la sobreexpresión de BCRP en células Saos2 no confirió resistencia al imatinib, y la acumulación y el flujo de este fármaco no se vieron afectados por la expresión de BCRP y la depleción de ATP (Houghton et al, 2004), lo que sugiere que imatinib no es un sustrato de BCRP. Más bien, el imatinib puede servir como un potente inhibidor de la BCRP, lo que permite revertir la resistencia mediada por la BCRP al topotecán y al SN-38 (Houghton et al, 2004). De manera similar, la acumulación de mitoxantrona en células CD34+ de leucemia mieloide crónica primaria (LMC) que sobreexpresan la BCRP aumentó significativamente en 5 μ M de imatinib, lo que confirma la actividad de este ITC como inhibidor de la BCRP (Jordanides et al, 2006). Los mismos autores postularon que imatinib no es un sustrato de la BCRP, ya que la inhibición de la BCRP en células CD34+ de LMC no potenciaba el efecto de imatinib ni afectaba la acumulación de imatinib en estas células. En contraste, Burger et al (2004) mostraron que las células MCF7/MR y MCF7/AdVp3000, con sobreexpresión de BCRP, tenían una acumulación intracelular de imatinib significativamente menor en comparación con la línea celular parental MCF7. También las células HEK293 transfectadas con variantes de BCRP, tanto de tipo salvaje (Arg en la posición 482, HEK293 / R) como mutantes (Gly o Thr en la posición 482, HEK293/G y HEK293/T), mostraron una acumulación marcadamente reducida de imatinib, que casi podría revertirse por completo con el inhibidor específico de BCRP Ko143 (Burger et al, 2004). Además, el inhibidor específico de la BCRP fumitremorgina C (FTC) podría revertir la resistencia de dos a tres veces al imatinib de las células que expresan BCR – ABL transducidas y seleccionadas para sobreexpresar la BCRP (K562/BCRP-MX10) (Nakanishi et al, 2006). Además, Brendel et al (2007) postularon que imatinib es un sustrato de BCRP basado en las observaciones de que (a) las células K562 transducidas por BCRP eran dos o tres veces resistentes a la apoptosis inducida por imatinib y que la inhibición de BCRP con FTC abrogaba por completo el fenotipo resistente, (b) imatinib interactúa directamente con BCRP en el sitio de unión del sustrato y estimula la actividad de la ATPasa de BCRP, y finalmente (c) las células transducidas por BCRP mostraron una acumulación significativamente menor de imatinib. Aunque este estudio proporciona pruebas sólidas de imatinib como sustrato de la BCRP, también puede apuntar al hecho de que el transporte de imatinib por la BCRP depende de la concentración, ya que el transporte de imatinib solo se facilitó a concentraciones bajas (<1 μ M). Shukla et al (2007) presentaron pruebas experimentales confirmativas de esta noción, que informaron de un rango de concentración estrecho dentro del cual la BCRP puede transportar ITC y, en particular, imatinib. Así, aunque la controversia pueda persistir, sea o no imatinib un sustrato de BCRP, esta hipótesis podría ayudar a explicar los resultados contradictorios, ya que diferentes concentraciones del fármaco han sido utilizadas en diversos informes de la literatura.

Parecen existir otras interacciones además de ser un posible sustrato o inhibidor, ya que el propio imatinib podría atenuar su resistencia suprimiendo la expresión de BCRP (Nakanishi et al, 2006). Curiosamente, sin embargo, imatinib disminuyó la expresión de BCRP solo en células K562/BCRP-MX10 que expresaban BCR-ABL, pero no en células que carecían de expresión de BCR-ABL. El mecanismo subyacente para estas respuestas diferenciales involucró efectos posteriores de inhibición de imatinib de BCR-ABL, lo que llevó a una disminución de la fosforilación de Akt, lo que posteriormente llevó a una reducción de la expresión de BCRP (Nakanishi et al, 2006). Este estudio demostró que una vía activa de PI3K-Akt es responsable, al menos en parte, del mantenimiento de la expresión de BCRP (Figura 1). Además, la vía de señalización PI3K–Akt puede regular la localización celular de este transportador. En este contexto, Mogi et al (2003) mostraron que la inhibición de Akt por LY294002 provocó la translocación de Bcrp1 de la membrana plasmática al compartimiento citoplasmático de las células de la población lateral (SP).

Figura 1
figura 1.

la Interacción entre el Itc y el BCRP. Una vía activa de PI3K–Akt es aparentemente importante para la expresión y localización de BCRP en la membrana plasmática. A) La estimulación de esta vía con EGF, por ejemplo, fosforilará el Akt, lo que dará lugar a la localización de la BCRP en la membrana plasmática. B) I) El BCRP puede efluir activamente ITC, lo que induce resistencia a estos fármacos. Sin embargo, la resistencia a los ITC mediada por BCRP podría ser anulada por la inhibición de los ITC de la vía PI3K-Akt, lo que puede provocar (II) la relocalización de la PRCB al compartimento intracelular y/o (III) una disminución de la expresión de la PRCB.

Estudios recientes sugieren que la BCRP, junto con la P-gp, podría limitar la penetración cerebral del imatinib, reforzando la idea de que este TKI es un sustrato de la BCRP. Breedveld et al (2005) mostraron que los ratones knockout Bcrp1 mostraron un aumento significativo de la penetración cerebral de imatinib y una disminución del aclaramiento de imatinib en comparación con los ratones de tipo salvaje. Además, han demostrado que la administración conjunta de BCRP e inhibidores de la P-gp mejoró la penetración cerebral del fármaco en ratones de tipo salvaje. De manera similar, Bihorel et al (2007) mostraron que el bloqueo de la P-gp y del Bcrp1 aumentó significativamente la penetración cerebral del imatinib y sus metabolitos. Cabe destacar, sin embargo, que la concentración sanguínea y la penetración cerebral de imatinib no se alteraron en ratones knockout y salvajes de Bcrp1. Los autores postularon que una actividad funcional de la GPP en la barrera hematoencefálica de los ratones knockout Bcrp1 podría ser la principal responsable de retener una absorción cerebral similar de imatinib en comparación con los animales salvajes.

Nilotinib

Nilotinib es un nuevo TKI BCR-ABL, más potente y selectivo que el imatinib. Brendel et al (2007) mostraron que las células K562 sobreexpresoras de BCRP eran de dos a tres veces resistentes a nilotinib; sin embargo, esto se observó solo a concentraciones muy bajas (10 y 25 nM), lo que sugiere que la resistencia a nilotinib puede no ocurrir a concentraciones clínicamente relevantes. A pesar de estos hechos, la noción de que nilotinib es un sustrato de la BCRP fue respaldada por observaciones de que interactuó con el sitio de unión del sustrato de la BCRP, estimuló la actividad ATPasa de este transportador y su acumulación se suprimió significativamente en las células transducidas por la BCRP. De interés adicional, el nilotinib parecía ser un inhibidor más potente de la BCRP que el imatinib.

Gefitinib

También se han publicado datos contradictorios para el receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR) TKI gefitinib, ya que algunos autores lo describen como sustrato de BCRP, mientras que otros lo clasifican como inhibidor y no como sustrato (Elkind et al, 2005; Nakamura et al, 2005). Lo más probable es que la aparente discrepancia en estos resultados se deba a las concentraciones seleccionadas de gefitinib utilizadas en los diferentes estudios. Elkind et al (2005) mostraron que las bajas concentraciones de gefitinib (<1 μ M) activaron significativamente la actividad de la BCRP-ATPasa en membranas aisladas de células de mamíferos MCF-7/MX y A431 que expresaban BCRP, mientras que las concentraciones más altas (>1 μ M) tuvieron un efecto estimulante marcadamente menor. En consecuencia, esto podría explicar la falta de transporte de gefitinib a las vesículas de las células PC-6/SN2-5H, ya que en este estudio se utilizó una concentración de gefitinib de 30 μ M (Nakamura et al, 2005). Estos resultados sugieren que, como se mencionó anteriormente para imatinib, el gefitinib también podría tener una ventana estrecha, especialmente en un rango de concentración baja, donde su transporte activo por BCRP es eficiente. De acuerdo con que el gefitinib es un sustrato de BCRP, las células A431 transducidas por BCRP fueron resistentes al gefitinib en comparación con la línea celular parental (Yanase et al, 2004; Elkind et al, 2005) y el fenotipo resistente fue revertido por el inhibidor específico de BCRP Ko143 (Elkind et al, 2005). Cabe destacar que, de acuerdo con la amplificación del EGFR y la dependencia de la señalización del EGFR para la supervivencia, las células A431 son altamente sensibles al gefitinib, con valores de CI50 en el rango nanomolar. Por el contrario, las células K562 y P388 transducidas con BCRP no mostraron resistencia al gefitinib (Yanase et al, 2004). De hecho, las células K562 y P388 de tipo salvaje son relativamente resistentes al gefitinib, con valores de CI50 en el rango de 1-10 μ M compatibles con su falta de expresión inherente de EGFR. De acuerdo con esto, recientemente hemos encontrado que las células humanas de carcinoma de colon Caco-2 que expresan EGFR exhiben valores de gefitinib IC50 en el rango de 300-600 nM; en estas células, la sobreexpresión de BCRP indujo resistencia a gefitinib (Lemos et al, 2006a). Por el contrario, el MCF-7/RM, con una expresión de EGFR muy baja, mostró valores de CI50 para gefitinib en el rango de 5-10 μ M y en estas células la sobreexpresión de BCRP no fue un determinante de la resistencia a gefitinib (datos no mostrados). Por lo tanto, se ha planteado la hipótesis de que la BCRP es uno de los determinantes de la resistencia al gefitinib en células que expresan EGFR y muestran un crecimiento dependiente de EGFR (Yanase et al, 2004). De hecho, Elkind et al (2005) han demostrado que la expresión de BCRP protege a las células de la inhibición mediada por gefitinib de la fosforilación del EGFR y la posterior apoptosis. Esto sugiere que la BCRP previene la acción del gefitinib al efluir este compuesto de la célula antes de que pueda interactuar con el EGFR asociado a la membrana plasmática. Al igual que el canertinib y el imatinib, el gefitinib también es un inhibidor de la BCRP e invierte la resistencia a los medicamentos mediada por la BCRP tanto in vitro como in vivo (Yanase et al, 2004; Nakamura et al, 2005).

Erlotinib

Erlotinib es otro ITC EGFR cuya interacción con BCRP se ha estudiado en menor medida. Sin embargo, un estudio preliminar sugiere que el erlotinib también es un sustrato de la BCRP (van Tellingen et al, 2007). Dado que tanto el gefitinib como el erlotinib pueden afectar la fosforilación de Akt, aguas abajo del EGFR, este mecanismo también puede estar involucrado.

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