Drug transporters: a BCRP és tirozin kináz inhibitorokkal kapcsolatos legújabb előrelépések

leírták, hogy számos TKI képes kölcsönhatásba lépni az ABC transzportercsalád tagjaival, mint például a BCRP, a P-gp és az MRP1 (Hegedus et al, 2002; Shukla et al, 2007). A legtöbb tanulmány a TKI-k és a BCRP közötti kölcsönhatásra összpontosított, míg kevés információ áll rendelkezésre az MRP1 vagy más MRP-k és ezen gyógyszerek kölcsönhatásáról. Mivel azonban számos ellentmondásos megállapítást tettek közzé ezzel a témával kapcsolatban, nekiláttunk néhány friss adat elemzésének és megvitatásának, valamint a BCRP és a TKI-k közötti lehetséges interakció(k) további tisztázásának.

Canertinib

a Canertinib (CI-1033) egy családi TKI, amelyről kimutatták, hogy kölcsönhatásba lép a BCRP-vel. Erlichman et al (2001) kimutatta, hogy a BCRP-vel transzfektált MDA-MB-231 sejtekben 4,9-szer alacsonyabb volt a canertinib felhalmozódása, mint az üres vektorral transzfektált sejtekben, ami arra utal, hogy a canertinib a BCRP szubsztrátja. Mind a BCRP-transzfektált sejtekben, mind az endogén BCRP expresszióval rendelkező HCT8 colorectalis carcinoma és T98G glioblastoma sejtekben a kanertinib szenzibilizálta a sejteket SN-38-ra és topotekánra. Következetesen a canertinib növelte ezen gyógyszerek sejtes felhalmozódását (Erlichman et al, 2001).

Imatinib

az Imatinib-mezilát a BCR-ABL, a thrombocyta-eredetű növekedési faktor receptor és az őssejt faktor/c-kit TKI-je. Ellentmondásos eredményeket tettek közzé a BCRP ezen vegyület szállítására való képességével kapcsolatban. Egy vizsgálatban a BCRP túlzott expressziója Saos2 sejtekben nem okozott rezisztenciát az imatinibbel szemben, és ennek a gyógyszernek a felhalmozódását és kiáramlását nem befolyásolta a BCRP expressziója és az ATP-depléció (Houghton et al, 2004), ami arra utal, hogy az imatinib nem szubsztrátja a BCRP-nek. Ehelyett az imatinib hatékony BCRP inhibitorként szolgálhat, ezáltal lehetővé téve a BCRP által közvetített topotekán és SN-38 rezisztencia visszafordítását (Houghton et al, 2004). Hasonlóképpen, a mitoxantron felhalmozódása az elsődleges krónikus myeloid leukaemiában (CML) a BCRP-t túlexpresszáló CD34+ sejtek szignifikánsan, 5-rel emelkedtek m Imatinib, megerősítve ennek a TKI-nek a aktivitását BCRP inhibitorként (Jordanides et al, 2006). Ugyanezek a szerzők azt feltételezték, hogy az imatinib nem BCRP szubsztrát, mivel a BCRP gátlás a CML CD34+ sejtekben nem fokozta az imatinib hatását, és nem befolyásolta az imatinib felhalmozódását ezekben a sejtekben. Ezzel szemben Burger et al (2004) kimutatta, hogy az MCF7/MR és az MCF7/AdVp3000 sejtek a BCRP túlzott expressziójával szignifikánsan alacsonyabb intracelluláris Imatinib felhalmozódást mutattak a szülői MCF7 sejtvonalhoz képest. A BCRP variánsokkal transzfektált hek293 sejtek, mind a vad típusú (Arg A 482-es pozícióban, HEK293/R), mind a mutánsok (Gly vagy Thr a 482-es pozícióban, HEK293/G és HEK293/T) jelentősen csökkent imatinib felhalmozódást mutattak, amelyet a BCRP-specifikus ko143 inhibitor szinte teljesen meg tudott fordítani (Burger et al, 2004). A specifikus BCRP inhibitor, a fumitremorgin C (FTC) szintén megfordíthatja a BCRP (k562/BCRP – MX10) túlzott expresszálására transzdukált és kiválasztott BCR-ABL-expresszáló sejtek imatinibbel szembeni rezisztenciáját (Nakanishi et al, 2006). Ezenkívül Brendel et al (2007) azt feltételezte, hogy az imatinib BCRP szubsztrát azon megfigyelések alapján, amelyek szerint (a) a BCRP-transzdukált k562 sejtek kétszer – háromszor rezisztensek voltak az imatinib által indukált apoptózissal szemben, és hogy a BCRP FTC-vel történő gátlása teljesen megszüntette a rezisztens fenotípust, (b) az imatinib közvetlenül kölcsönhatásba lép a BCRP-vel a szubsztrát kötőhelyén, és stimulálja a BCRP ATPáz aktivitását, és végül (c) a BCRP-transzdukált sejtek szignifikánsan kevesebb az Imatinib akkumulációja. Bár ez a tanulmány erős bizonyítékot szolgáltat az imatinibre mint BCRP szubsztrátra, rámutathat arra a tényre is, hogy az imatinib BCRP általi transzportja koncentrációfüggő, mivel az imatinib transzportot csak alacsony koncentrációk mellett könnyítették meg (<1 m). Ennek a fogalomnak a megerősítő kísérleti bizonyítékát Shukla et al (2007) mutatta be, aki egy szűk koncentrációtartományról számolt be, amelyen belül a BCRP képes Transzportálni a TKI-ket, különösen az imatinibet. Így, bár a vita továbbra is fennállhat, hogy az imatinib BCRP szubsztrát-e vagy sem, ez a hipotézis segíthet megmagyarázni az ellentmondásos eredményeket, mivel a gyógyszer különböző koncentrációit használták különböző irodalmi jelentésekben.

a lehetséges szubsztrát vagy inhibitor mellett más kölcsönhatások is léteznek, mivel maga az imatinib csökkentheti rezisztenciáját a BCRP expresszió elnyomásával (Nakanishi et al, 2006). Érdekes módon azonban az imatinib csak a BCRP expresszióját csökkentette K562 / BCRP-MX10 sejtek expresszálják a BCR-ABL-t, de nem olyan sejtekben, amelyekben nincs BCR-ABL expresszió. Ezeknek a differenciális válaszoknak a mögöttes mechanizmusa a BCR-ABL imatinib gátlásának downstream hatásait vonta maga után, ami az Akt csökkent foszforilációjához vezetett, majd csökkent BCRP expresszióhoz vezetett (Nakanishi et al, 2006). Ez a tanulmány kimutatta, hogy egy aktív PI3K-Akt útvonal felelős, legalább részben, a BCRP expresszió fenntartásáért (1.ábra). Ezenkívül a PI3K-Akt jelátviteli út szabályozhatja ennek a transzporternek a celluláris lokalizációját. Ebben az összefüggésben Mogi et al (2003) kimutatta, hogy az LY294002 általi Akt-gátlás kiváltotta a bcrp1 transzlokációját a plazmamembránból az oldalsó populáció (SP) sejtek citoplazmatikus rekeszébe.

1.ábra
1. ábra

kölcsönhatás a TKI-k és a BCRP között. Az aktív PI3K–Akt útvonal nyilvánvalóan fontos a BCRP expresszió és lokalizáció szempontjából a plazmamembránban. (A) Ennek az útnak az EGF-fel történő stimulálása például foszforilálja az Akt-t, ami a BCRP lokalizációjához vezet a plazmamembránhoz. (B) (I) a BCRP aktívan képes kiáramolni a TKI-ket, ezáltal rezisztenciát indukálva ezekkel a gyógyszerekkel szemben. A BCRP által közvetített TKIs–rezisztencia azonban megszüntethető a PI3K-Akt útvonal tkis-gátlásával, ami (II) a BCRP intracelluláris kompartmentbe történő áthelyezéséhez és/vagy (III) a BCRP expressziójának csökkenéséhez vezethet.

a legújabb tanulmányok azt sugallták, hogy a BCRP a P-gp-vel együtt korlátozhatja az imatinib agyi behatolását, megerősítve azt az elképzelést, hogy ez a TKI egy BCRP szubsztrát. Breedveld et al (2005) kimutatta, hogy a Bcrp1 knockout egerek szignifikánsan megnövelték az imatinib agyi penetrációját és csökkent imatinib clearance-et mutattak a vad típusú egerekhez képest. Ezenkívül kimutatták, hogy a BCRP és a P-gp inhibitorok együttes alkalmazása javította a gyógyszer agyi penetrációját vad típusú egerekben. Hasonlóképpen, Bihorel et al (2007) kimutatta, hogy mind a P-gp, mind a Bcrp1 blokkolása jelentősen növelte az imatinib és metabolitjainak agyi penetrációját. Megjegyzendő azonban, hogy az imatinib vérkoncentrációja és agyi penetrációja nem változott a bcrp1 knockout és vad típusú egerekben. A szerzők azt feltételezték, hogy a funkcionális P-gp aktivitás a bcrp1 kiütéses egerek vér–agy gátjában dominánsan felelős lehet az imatinib hasonló agyi felvételének megtartásáért, mint a vadon élő állatok.

Nilotinib

a Nilotinib egy új BCR-ABL TKI, amely hatásosabb és szelektívebb, mint az imatinib. Brendel és munkatársai (2007) azt mutatták, hogy a BCRP-t túlexpresszáló k562 sejtek kétszer – háromszor rezisztensek voltak a nilotinibbel szemben; ezt azonban csak nagyon alacsony koncentrációknál (10 és 25 nM) figyelték meg, ami arra utal, hogy a nilotinibbel szembeni rezisztencia klinikailag releváns koncentrációkban nem fordulhat elő. E tények ellenére azt az elképzelést, hogy a nilotinib a BCRP szubsztrátja, olyan megfigyelések támasztották alá, amelyek szerint kölcsönhatásba lépett a BCRP szubsztrát kötőhelyével, stimulálta ennek a transzporternek az ATPáz aktivitását, és akkumulációja jelentősen elnyomódott a BCRP-transzdukált sejtekben. További érdekesség, hogy a nilotinib a BCRP hatékonyabb inhibitorának tűnt, mint az imatinib.

Gefitinib

ellentmondásos adatokat tettek közzé az epidermális növekedési faktor receptor (EGFR) TKI gefitinibről is, mivel egyes szerzők BCRP szubsztrátként írják le, míg mások inhibitornak, nem pedig szubsztrátnak minősítették (Elkind et al, 2005; Nakamura et al, 2005). Valószínűleg ezeknek az eredményeknek a látszólagos eltérése a különböző vizsgálatokban alkalmazott gefitinib kiválasztott koncentrációinak köszönhető. Elkind és munkatársai (2005) azt mutatták, hogy a gefitinib alacsony koncentrációja (<1 ons) szignifikánsan aktiválta a BCRP-ATPáz aktivitást a BCRP-t expresszáló emlős MCF-7/MX és a431 sejtek izolált membránjaiban, míg a magasabb koncentrációk (>1 m) szignifikánsan alacsonyabb stimuláló hatást fejtettek ki. Következésképpen ez magyarázhatja a gefitinib hiányát a PC-6/SN2-5H sejtek vezikuláiba történő transzport, mivel a gefitinib koncentrációja 30 6 m volt ebben a vizsgálatban (Nakamura et al, 2005). Ezek az eredmények arra utalnak, hogy amint azt az imatinib esetében fentebb tárgyaltuk, a gefitinibnek is lehet keskeny ablaka, különösen alacsony koncentrációtartományban, ahol a BCRP általi aktív transzportja hatékony. Összhangban azzal, hogy a gefitinib BCRP szubsztrát, a BCRP-transzdukált a431 sejtek rezisztensek voltak a gefitinibbel szemben a szülői sejtvonallal összehasonlítva (Yanase et al, 2004; Elkind et al, 2005), és a rezisztens fenotípust megfordította a BCRP-specifikus ko143 inhibitor (Elkind et al, 2005). Megjegyzendő, hogy az EGFR amplifikációval és a túlélés EGFR jelzésétől való függéssel összhangban az A431 sejtek nagyon érzékenyek a gefitinibre, az IC50 értékek a nanomoláris tartományban vannak. Ezzel szemben a BCRP-vel transzdukált K562 és P388 sejtek nem mutattak gefitinib rezisztenciát (Yanase et al, 2004). Tény, hogy a vad típusú K562 és P388 sejtek viszonylag rezisztensek a gefitinibbel szemben, az IC50 értékek az 1-10 MHz-es tartományban kompatibilisek az inherens EGFR expresszió hiányával. Ezzel összhangban nemrégiben azt találtuk, hogy az emberi EGFR-expresszáló Caco-2 vastagbélrák sejtek gefitinib IC50 értékeket mutatnak a 300-600 nM tartományban; ezekben a sejtekben a BCRP túlzott expressziója indukálta a gefitinib rezisztenciát (Lemos et al, 2006a). Ezzel szemben az MCF-7/MR, nagyon alacsony EGFR expresszióval, IC50 értékeket mutatott a gefitinibre az 5-10 MHz-es tartományban, és ezekben a sejtekben a BCRP túlzott expressziója nem volt meghatározó a gefitinib-rezisztenciában (az adatok nem szerepelnek). Így feltételezték, hogy a BCRP a gefitinib rezisztencia egyik meghatározó tényezője az EGFR-t expresszáló és EGFR-függő növekedést mutató sejtekben (Yanase et al, 2004). Valójában Elkind et al (2005) kimutatták, hogy a BCRP expresszió megvédi a sejteket az EGFR foszforiláció gefitinib által közvetített gátlásától és az azt követő apoptózistól. Ez arra utal, hogy a BCRP megakadályozza a gefitinib hatását azáltal, hogy ezt a vegyületet kiüríti a sejtből, mielőtt kölcsönhatásba léphet a plazmamembránhoz kapcsolódó EGFR-rel. A kanertinibhez és az imatinibhez hasonlóan a gefitinib is BCRP inhibitor, és megfordítja a BCRP által közvetített gyógyszerrezisztenciát mind in vitro, mind in vivo (Yanase et al, 2004; Nakamura et al, 2005).

Erlotinib

az Erlotinib egy másik EGFR TKI, amelynek BCRP-vel való kölcsönhatását kisebb mértékben tanulmányozták. Ennek ellenére egy előzetes tanulmány azt sugallja, hogy az erlotinib a BCRP szubsztrátja is (van Tellingen et al, 2007). Mivel mind a gefitinib, mind az erlotinib befolyásolhatja az Akt foszforilációját az EGFR után, ez a mechanizmus is szerepet játszhat.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.