Drug transporters:recent advances converning BCRP and tyrosine kinase inhibitors

いくつかのTKIsがBCRP、P-gp、MRP1などのABCファミリーのトランスポーターと相互作用することができることが記載されている(Hegedus et al,2002;Shukla et al,2007)。 ほとんどの研究はTKIsとBCRPとの相互作用に焦点を当ててきたが、MRP1または他のMrpとこれらの薬物との相互作用についてはほとんどの情報が得ら しかし、この主題に関していくつかの論争の結果が発表されているので、我々はいくつかの最近のデータを分析し、議論し、BCRPとTkiの間の潜在的な相互作用(複数可)をさらに明らかにするために着手した。カナルチニブ(CI-1033)は、BCRPと相互作用することが示されているherファミリー TKIである。 Erlichmanら(2001)は、BCRPを形質移入したMDA-MB-231細胞が、空のベクターを形質移入した細胞よりも4.9倍低いカナルチニブの蓄積を有していることを示し、カナルチニブがBCRPの基質であることを示唆している。 BCRPトランスフェクト細胞と非選択HCT8大腸癌と内因性BCRP発現とT98G膠芽腫細胞の両方では、canertinibはSN-38とトポテカンに細胞を感作しました。 一貫して、カナルチニブは、これらの薬物の細胞蓄積を増加させた(Erlichman et al、2001)。メシル酸イマチニブは、bcr-ABL、血小板由来増殖因子受容体および幹細胞因子/c-kitのTKIである。

イマチニブメシル酸は、血小板由来増殖因子受容体および幹細胞因子/c-kitのTKIである。 この化合物を輸送するBCRPの能力に関して、相反する結果が公表されている。 ある研究では、Saos2細胞におけるBCRPの過剰発現はイマチニブに対する耐性を付与せず、この薬物の蓄積および流出は、BCRP発現およびATP枯渇に影響され むしろ、イマチニブは、強力なBCRP阻害剤として働き、それによって、トポテカンおよびSN−3 8に対するBCRP媒介性抵抗性の逆転を可能にする(Houghton e t a l,2 0 0 4)。 同様に、BCRPを過剰発現する原発性慢性骨髄性白血病(CML)CD3 4+細胞におけるミトキサントロンの蓄積は、イマチニブの5μ Mだけ有意に増加し、BCRP阻害剤とし 同じ著者は、cml CD34+細胞におけるBCRP阻害は、どちらもイマチニブの効果を増強したり、これらの細胞におけるイマチニブ蓄積に影響を与えなかったので、イメチニブは、BCRP基質ではないと仮定した。 対照的に、Burgerら(2 0 0 4)は、BCRPの過剰発現を伴うMCF7/MRおよびMCF7/Advp3 0 0 0細胞が、親MCF7細胞株と比較して有意に低い細胞内イマチニブ蓄積を有することを示した。 また、BCRP変異体をトランスフェクトしたHEK2 9 3細胞は、野生型(位置4 8 2のArg、HEK2 9 3/R)および変異体(位置4 8 2のGlyまたはThr、HEK2 9 3/GおよびHEK2 9 3/T)の両方が、著しく減 また、特異的BCRP阻害剤フミトレモルギンC(FTC)は、形質導入され、BCRP(K5 6 2/BCRP−MX1 0)を過剰発現するように選択されたBCR−ABL発現細胞のイマチニブに対する2〜3倍の抵抗性を逆転させることができる(Nakanishi e t a l,2 0 0 6)。 また、Brendelら(2007)は、イマチニブは、(a)BCRP形質導入K562細胞は、イマチニブ誘導アポトーシスに二から三倍耐性であり、FTCとBCRPの阻害は完全に耐性表現型を廃止し、(b)イマチニブイマチニブの蓄積。 この研究は、bcrp基質としてのイマチニブのための強力な証拠を提供するが、それはまた、イマチニブ輸送が低濃度でのみ促進されたので、BCRPによるイマチニブ この概念のための確証的な実験的証拠は、BCRPがTki、特にイマチニブを輸送することができる狭い濃度範囲を報告したShuklaら(2 0 0 7)によって提示された。 したがって、イマチニブがBCRP基質であるかどうかは論争が続くかもしれないが、この仮説は様々な文献報告で異なる濃度の薬物が使用されているため、矛盾した結果を説明するのに役立つ可能性がある。

イマチニブ自体がBCRP発現を抑制することによってその抵抗性を減衰させることができるので、可能な基質または阻害剤であること以外の他の相互作用が存在するようである(Nakanishi et al、2006)。 しかし、興味深いことに、イマチニブは、BCR−ABLを発現するK5 6 2/BCRP−MX1 0細胞においてのみBCRPの発現を減少させたが、BCR−ABL発現を欠く細胞では減少させなかった。 これらの差動応答の基礎となるメカニズムは、bcr-ABLのイマチニブ阻害の下流の効果を含み、Aktのリン酸化の減少をもたらし、続いてBCRP発現の減少をも この研究は、活性なPI3K–Akt経路が、少なくとも部分的には、BCRP発現の維持に関与していることを示した(図1)。 さらに、PI3K–Aktシグナル伝達経路は、このトランスポーターの細胞局在を調節することができる。 これに関連して、Mogi et al(2003)は、LY294002によるAkt阻害が、形質膜から側集団(SP)細胞の細胞質区画へのBcrp1の転座を誘発することを示した。

図1
図1

TkiとBCRPの間の相互作用。 活性PI3K–Akt経路は、形質膜におけるBCRPの発現および局在化のために明らかに重要である。 (A)例えば、EGFによるこの経路の刺激は、Aktをリン酸化し、原形質膜へのBCRP局在化をもたらす。 (B)(i)BCRPは、Tkiを積極的に流出させることができ、したがって、これらの薬物に対する耐性を誘導する。 しかしながら、BCRP媒介性Tkis抵抗性は、(I I)細胞内コンパートメントへのBCRP再配置および/または(III)BCRP発現の減少をもたらすことができるPI3K−Akt経路のTkis阻害に最近の研究では、BCRPはP-gpとともにイマチニブの脳浸透を制限し、このTKIがBCRP基質であるという考えを強化する可能性があることが示唆された。 Breedveld et al(2005)は、Bcrp1ノックアウトマウスが野生型マウスと比較して有意に増加したイマチニブ脳浸透を示し、イマチニブクリアランスを減少させたことを示した。 さらに、彼らは、野生型マウスにおけるBCRPおよびP−gp阻害剤の同時投与が薬物の脳浸透性を改善することを示している。 同様に、Bihorel et al(2007)は、p-gpおよびBcrp1の両方の遮断がイマチニブおよびその代謝産物の脳浸透を有意に増加させることを示した。 ノートの、しかし、血中濃度とイマチニブの脳浸透は、Bcrp1ノックアウトと野生型マウスで変更されていませんでした。 その結果、Bcrp1ノックアウトマウスの血液脳関門における機能的なP-gp活性が、野生型動物と比較してイマチニブの同様の脳への取り込みを維持するのに支配的な役割を果たしている可能性があることが明らかになった。

ニロチニブ

ニロチニブは、イマチニブよりも強力で選択的な新規BCR-ABL TKIです。 Brendelら(2007)は、BCRP過剰発現K562細胞がニロチニブに対して二から三倍耐性であることを示した;しかし、これは非常に低い濃度(10および25nM)でのみ観察され、ニロチニブに対する耐性は臨床的に関連する濃度では起こらない可能性があることを示唆している。 これらの事実にもかかわらず、ニロチニブがBCRPの基質であるという概念は、BCRP基質結合部位と相互作用し、このトランスポーターのATPase活性を刺激し、その蓄積 さらに興味深いことに、ニロチニブはイマチニブよりもBCRPのより強力な阻害剤であるように見えた。

ゲフィチニブ

表皮成長因子受容体(EGFR)TKIゲフィチニブについても矛盾したデータが発表されている。 おそらく、これらの結果の明らかな不一致は、異なる研究で使用されたゲフィチニブの選択された濃度によるものである。 Elkindら(2005)は、低濃度のゲフィチニブ(<1≤M)が、BCRP発現哺乳動物MCF-7/MXおよびA431細胞の単離された膜においてBCRP-Atpアーゼ活性を有意に活性化したのに対し、高濃度(>1≤M)は著しく低い刺激効果を有したことを示した。 その結果、この研究では30μ Mのゲフィチニブ濃度が使用されたため、これはPC-6/SN2-5H細胞の小胞へのゲフィチニブ輸送の欠如を説明するかもしれ これらの結果は,イマチニブについて上述したように,ゲフィチニブはまた,特にBCRPによる活性輸送が効率的である低濃度範囲において狭い窓を有する可能性があることを示唆した。 BCRP基質であるゲフィチニブと一致して、BCRP形質導入されたA4 3 1細胞は、親細胞株と比較してゲフィチニブに耐性であり(Yanase e t a l,2 0 0 4;Elkind e t a l,2 0 0 5)、耐性表現型は、BCRP特異的阻害剤Ko1 4 3(Elkind e t a l,2 0 0 5) 注目すべきは、EGFR増幅および生存のためのEGFRシグナル伝達への依存性と一致して、A4 3 1細胞は、ナノモル範囲のIC5 0値で、ゲフィチニブに非常に敏感であ 逆に、BCRPで形質導入されたK5 6 2およびP3 8 8細胞は、ゲフィチニブ抵抗性を示さなかった(Yanase e t a l,2 0 0 4)。 実際、野生型K562およびP388細胞は、1〜10μ Mの範囲のIC50値を有するゲフィチニブに対して比較的耐性であり、固有のEGFR発現の欠如と互換性がある。 これと一致して、本発明者らは最近、ヒトEGFRを発現するCaco−2結腸癌細胞が、3 0 0〜6 0 0nMの範囲でゲフィチニブIC5 0値を示すことを見出した;これらの細胞では、BCRP過剰発現がゲフィチニブ抵抗性を誘導した(Lemosら、2 0 0 6a)。 対照的に、非常に低いEGFR発現を有するMCF−7/MRは、5〜1 0μ Mの範囲でゲフィチニブのIC5 0値を示し、これらの細胞ではBCRP過剰発現はゲフィチニブ抵抗性の決定基ではなかった(データは示されていない)。 したがって、BCRPは、EGFRを発現し、EGFR依存性増殖を示す細胞におけるゲフィチニブ抵抗性の決定因子の1つであると仮定されている(Yanase e t a l,2 0 0 4)。 実際、Elkindら(2 0 0 5)は、BCRP発現が、EGFRのリン酸化およびその後のアポトーシスのゲフィチニブ媒介阻害から細胞を保護することを示している。 これは、BCRPが原形質膜関連EGFRと相互作用する前に、この化合物を細胞から流出させることによってゲフィチニブの作用を防止することを示唆する。 カナルチニブおよびイマチニブと同様に、ゲフィチニブもまたBCRP阻害剤であり、IN vitroおよびin vivoの両方でBCRP媒介性薬剤耐性を逆転させる(Yanase e t a l,2 0 0 4;Nakamura e t a l,2 0 0 5)。

エルロチニブ

エルロチニブは、BCRPとの相互作用がより少ない程度で研究されている別のEGFR TKIである。 それにもかかわらず、予備的研究は、エルロチニブもまたBCRPの基質であることを示唆している(van Tellingen e t a l,2 0 0 7)。 ゲフィチニブとエルロチニブの両方がEGFRの下流のAktのリン酸化に影響を与える可能性があるため、このメカニズムも関与している可能性がある。

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