Drug transporters: BCRP: tä ja tyrosiinikinaasin estäjiä koskevat viimeaikaiset edistysaskeleet

on kuvattu, että useat TKI: t voivat olla vuorovaikutuksessa sellaisten kuljettajaproteiinien ABC-perheen jäsenten kanssa kuin BCRP, P-gp ja MRP1 (Hegedus et al, 2002; Shukla et al, 2007). Useimmat tutkimukset ovat keskittyneet tkis: n ja BCRP: n yhteisvaikutuksiin, kun taas MRP1: n tai muiden MRPs: n ja näiden lääkkeiden yhteisvaikutuksista on niukasti tietoa. Koska tästä aiheesta on kuitenkin julkaistu useita kiistanalaisia tuloksia, ryhdyimme analysoimaan ja keskustelemaan joistakin tuoreista tiedoista sekä selventämään BCRP: n ja TKIs: n mahdollista vuorovaikutusta.

Kanertinibi

Kanertinibi (CI-1033) on sukunsa TKI, jolla on osoitettu olevan yhteisvaikutuksia BCRP: n kanssa. Erlichman et al (2001) osoitti, että BCRP: llä transfektoiduilla MDA-MB-231-soluilla oli 4,9-kertainen pienempi canertinibin kertyminen kuin tyhjällä vektorilla transfektoiduilla soluilla, mikä viittaa siihen, että canertinibi on BCRP: n substraatti. Kanertinibi herkistyi SN-38: lle ja topotekaanille sekä BCRP-transfektoiduissa soluissa että valitsemattomissa hct8-kolorektaalisyövässä että t98g-glioblastoomasoluissa, joilla on endogeeninen BCRP-ilmentymä. Johdonmukaisesti canertinibi lisäsi näiden lääkkeiden solujen kertymistä (Erlichman et al, 2001).

imatinibi

Imatinibimesylaatti on BCR-ABL: n, trombosyyttipohjaisen kasvutekijäreseptorin ja kantasolutekijä / C-kit: n TKI. BCRP: n kyvystä kuljettaa tätä yhdistettä on julkaistu ristiriitaisia tuloksia. Yhdessä tutkimuksessa BCRP: n yliekspressio Saos2-soluissa ei aiheuttanut imatinibiresistenssiä, eikä BCRP: n ekspressio ja ATP: n vaje (Houghton et al, 2004) vaikuttanut tämän lääkkeen kertymiseen ja poistumiseen, mikä viittaa siihen, että imatinibi ei ole BCRP: n substraatti. Sen sijaan imatinibi saattaa toimia voimakkaana BCRP: n estäjänä, mikä mahdollistaa BCRP-välitteisen resistenssin kumoamisen topotekaanille ja SN-38: lle (Houghton et al, 2004). Vastaavasti mitoksantronin kumuloituminen primaarisessa kroonisessa myelooisessa leukemiassa (KML) CD34 + – soluissa, jotka yli-ilmentävät BCRP: tä, lisääntyi merkitsevästi, 5 µm imatinibia, mikä vahvisti tämän TKI: n aktiivisuuden BCRP: n estäjänä (Jordanides et al, 2006). Samat kirjoittajat olettivat, että imatinibi ei ole BCRP-substraatti, koska BCRP: n esto KML: n CD34+ – soluissa ei voimistanut imatinibin vaikutusta eikä vaikuttanut imatinibin kertymiseen näihin soluihin. Sen sijaan Burger et al (2004) osoitti, että MCF7/MR ja MCF7/Admp3000-solut, joilla oli BCRP: n yliekspressio, olivat merkittävästi pienempiä solunsisäisiä imatinibikertymiä verrattuna vanhempien MCF7-solulinjaan. Myös hek293-soluissa, joihin transfektoitiin BCRP-variantteja, sekä villityyppisiä (Arg kohdassa 482, HEK293/R) että mutantteja (Gly tai Thr kohdassa 482, HEK293/G ja HEK293 / T), imatinibin kumuloituminen väheni huomattavasti, ja BCRP-spesifinen inhibiittori Ko143 (Burger ym.2004) voisi lähes täysin kumota sen. Myös spesifinen BCRP-inhibiittori fumitremorgiini C (FTC) voi kääntää BCR – ABL: ää ilmentävien solujen kaksin-kolminkertaisen imatinibiresistenssin, kun ne transdukoituvat ja valikoituvat yliekspressoimaan BCRP: tä (K562/BCRP-MX10) (Nakanishi et al, 2006). Lisäksi Brendel et al (2007) olettivat, että imatinibi on BCRP-substraatti, joka perustuu havaintoihin, että A) BCRP – transdukoidut k562-solut olivat kaksin-tai kolminkertaisia imatinibin indusoimaan apoptoosiin ja että BCRP: n esto FTC: llä kumosi täysin resistentin fenotyypin, b) imatinibi vaikuttaa suoraan BCRP: hen substraatin sitoutumiskohdassa ja stimuloi BCRP-Atpaasiaktiivisuutta, ja lopuksi C) BCRP-transdukoidut solut näkyvät merkittävästi vähemmän imatinibin kertyminen. Vaikka tämä tutkimus tarjoaa vahvaa näyttöä imatinibista BCRP-substraattina, se voi myös viitata siihen, että imatinibin kuljetus BCRP: n välityksellä riippuu pitoisuudesta, koska imatinibin kuljetus helpottui vain pieninä pitoisuuksina (<1 µm). Shukla et al (2007) esitti vahvistavaa kokeellista näyttöä tästä käsitteestä ja raportoi kapeasta pitoisuusalueesta, jossa BCRP voi kuljettaa TKIs: ää ja erityisesti imatinibia. Vaikka siis kiistellään siitä, onko imatinibi BCRP-substraatti vai ei, tämä hypoteesi saattaa auttaa selittämään ristiriitaiset tulokset, koska eri kirjallisuusraporteissa on käytetty erilaisia lääkeainepitoisuuksia.

muitakin interaktioita kuin mahdollinen substraatti tai inhibiittori näyttää olevan olemassa, koska imatinibi itsessään voi heikentää vastustuskykyään tukahduttamalla BCRP-ekspressiota (Nakanishi et al, 2006). Mielenkiintoista kuitenkin on, että imatinibi vähensi BCRP: n ilmentymistä vain BCR-ABL: ää ilmentävissä k562/BCRP-MX10-soluissa, mutta ei soluissa, joilta puuttuu BCR-ABL-ilmentymä. Näiden differentiaalisten vasteiden taustalla oli imatinibin BCR-ABL: n inhibition jälkipään vaikutuksia, jotka johtivat Akt: n fosforylaation vähenemiseen ja myöhemmin BCRP: n ilmentymisen vähenemiseen (Nakanishi et al, 2006). Tämä tutkimus osoitti, että aktiivinen PI3K–Akt-reitti on ainakin osittain vastuussa BCRP-ekspression ylläpidosta (Kuva 1). Lisäksi PI3K-Akt-merkinantoväylä voi säädellä tämän kuljettajaproteiinin solupaikkausta. Tässä yhteydessä Mogi et al (2003) osoitti, että Ly294002: n aiheuttama Akt-inhibitio aiheutti bcrp1: n translokaation plasman kalvolta sivupopulaation (SP) solujen sytoplasmaosastoon.

Kuva 1
kuva1

Tkis: n ja BCRP: n yhteisvaikutus. Aktiivinen PI3K-Akt-reitti on ilmeisesti tärkeä BCRP: n ilmentymiselle ja paikantamiselle plasmakalvossa. (A) tämän reitin stimulointi esimerkiksi EGF: llä fosforyloi Akt: n, mikä johtaa BCRP: n paikallistumiseen plasmakalvoon. (B) (I) BCRP voi aktiivisesti efflux TKIs, mikä aiheuttaa resistenssin näille lääkkeille. BCRP-välitteinen TKIs-resistenssi saattaa kuitenkin kumota estämällä PI3K–Akt-reitin tkis, mikä voi johtaa II) BCRP: n siirtymiseen solunsisäiseen lokeroon ja/tai III) BCRP: n ilmentymisen vähenemiseen.

viimeaikaiset tutkimukset viittasivat siihen, että BCRP saattaa yhdessä P-gp: n kanssa rajoittaa imatinibin tunkeutumista aivoihin, mikä vahvistaa käsitystä siitä, että tämä TKI on BCRP-substraatti. Breedveld et al (2005) osoitti, että Bcrp1 knockout-hiirillä oli merkittävästi lisääntynyt imatinibin tunkeutuminen aivoihin ja vähentynyt imatinibin puhdistuma verrattuna villityyppisiin hiiriin. Lisäksi he ovat osoittaneet, että BCRP: n ja P-gp: n estäjien samanaikainen anto paransi lääkkeen tunkeutumista aivoihin villityypin hiirillä. Samoin Bihorel et al (2007) osoitti, että sekä P-gp: n että Bcrp1: n salpaus lisäsi merkittävästi imatinibin ja sen metaboliittien tunkeutumista aivoihin. On kuitenkin huomattava, että imatinibin pitoisuus veressä ja aivojen läpäisy säilyivät muuttumattomina bcrp1 knockout-ja villityyppisillä hiirillä. Kirjoittajat olettivat, että toimiva P-gp–aktiivisuus bcrp1 knockout-hiirten veri-aivoesteessä saattaa olla vallitsevana syynä siihen, että imatinibin saanti aivoissa säilyy samanlaisena kuin villieläimillä.

Nilotinibi

Nilotinibi on uusi BCR-ABL TKI, voimakkaampi ja selektiivisempi kuin imatinibi. Brendel et al (2007) osoitti, että BCRP-yli – ilmentävät k562-solut olivat kaksin-kolminkertaisia nilotinibille; tämä havaittiin kuitenkin vain hyvin pieninä pitoisuuksina (10 ja 25 nM), mikä viittaa siihen, että resistenssiä nilotinibille ei välttämättä esiinny kliinisesti merkittävillä pitoisuuksilla. Näistä seikoista huolimatta käsitystä siitä, että nilotinibi on BCRP: n substraatti, tukivat havainnot siitä, että se oli vuorovaikutuksessa BCRP: n substraatin sitoutumiskohdan kanssa, että se stimuloi tämän kuljettajaproteiinin Atpaasiaktiivisuutta ja että sen kertyminen estyi merkittävästi BCRP-transdukoiduissa soluissa. Lisäksi nilotinibi näytti olevan imatinibia voimakkaampi BCRP: n estäjä.

gefitinibi

ristiriitaisia tietoja on julkaistu myös epidermaalisen kasvutekijäreseptorin (EGFR) TKI gefitinibista, koska jotkut kirjoittajat kuvailevat sitä BCRP-substraatiksi, kun taas toiset luokittelevat sen inhibiittoriksi eikä substraatiksi (Elkind et al, 2005; Nakamura et al, 2005). Todennäköinen ero näissä tuloksissa johtuu todennäköisesti eri tutkimuksissa käytetyistä gefitinibipitoisuuksista. Elkind et al (2005) osoitti, että pienet gefitinibipitoisuudet (<1 µm) aktivoivat merkittävästi BCRP-Atpaasiaktiivisuutta BCRP: tä ilmentävien nisäkkäiden MCF-7/MX-ja a431-solujen eristetyissä kalvoissa, kun taas suuremmilla pitoisuuksilla (>1 µm) oli huomattavasti pienempi stimuloiva vaikutus. Tämä saattaa näin ollen selittää sen, ettei gefitinibi kulje PC-6/SN2-5h-solujen vesikkeleihin, koska tässä tutkimuksessa käytettiin gefitinibin pitoisuutta 30 µm (Nakamura ym.2005). Nämä tulokset viittaavat siihen, että gefitinibilla saattaa olla myös kapea aikaväli, kuten edellä on esitetty imatinibin osalta, erityisesti pienellä pitoisuusalueella, jossa sen aktiivinen kuljetus BCRP: n välityksellä on tehokasta. Koska gefitinibi on BCRP-substraatti, BCRP-transdukoidut a431-solut olivat resistenttejä gefitinibille vanhempaispolulinjaan verrattuna (Yanase et al, 2004; Elkind et al, 2005) ja resistentti fenotyyppi kumottiin BCRP-spesifisellä estäjällä Ko143 (Elkind et al, 2005). On huomattava, että EGFR-vahvistuksen ja EGFR-signalointiriippuvuuden mukaisesti a431-solut ovat erittäin herkkiä gefitinibille, ja IC50-arvot ovat nanomolaarisella alueella. Vastaavasti BCRP: llä transdukoidut k562-ja p388-solut eivät osoittaneet gefitinibiresistenssiä (Yanase et al, 2004). Villityyppiset k562-ja P388-solut ovat suhteellisen resistenttejä gefitinibille, ja IC50-arvot 1-10 µm-alueella ovat yhteensopivia EGFR-ilmentymän puuttumisen kanssa. Tämän mukaisesti olemme äskettäin havainneet, että ihmisen EGFR: ää ilmentävillä Caco-2-paksusuolen karsinooman soluilla on gefitinibin IC50-arvot 300-600 nM: n alueella; näissä soluissa BCRP-yli-ilmentymä indusoi gefitinibiresistenssiä (Lemos et al, 2006a). Sen sijaan MCF-7/MR, jonka EGFR-ilmentymä oli hyvin alhainen, näytti GEFITINIBILLE IC50-arvoja 5-10 µm: n alueella, eikä näissä soluissa BCRP-yli-ekspressio ollut gefitinibiresistenssin määräävä tekijä (tietoja ei näy). Näin ollen on oletettu, että BCRP on yksi gefitinibiresistenssin määräävistä tekijöistä soluissa, jotka ilmentävät EGFR: ää ja osoittavat EGFR: stä riippuvaista kasvua (Yanase et al, 2004). Itse asiassa Elkind et al (2005) ovat osoittaneet, että BCRP-ekspressio suojaa soluja EGFR-fosforylaation gefitinibivälitteiseltä estolta ja myöhemmältä apoptoosilta. Tämä viittaa siihen, että BCRP estää gefitinibin vaikutuksen poistamalla tämän yhdisteen solusta ennen kuin se voi vuorovaikuttaa plasman kalvoon liittyvän EGFR: n kanssa. Gefitinibi on kanertinibin ja imatinibin tavoin myös BCRP-estäjä ja kumoaa BCRP-välitteisen lääkeresistenssin sekä in vitro että In vivo (Yanase et al, 2004; Nakamura et al, 2005).

erlotinibi

erlotinibi on toinen EGFR TKI, jonka yhteisvaikutuksia BCRP: n kanssa on tutkittu vähäisemmässä määrin. Alustavan tutkimuksen mukaan erlotinibi on kuitenkin myös BCRP: n substraatti (van Tellingen et al, 2007). Koska sekä gefitinibi että erlotinibi voivat vaikuttaa Akt: n fosforylaatioon EGFR: n jälkeen, myös tämä mekanismi voi olla mukana.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.