Drug transporters: recent avances concerning BCRP and tyrosine kinaseremmers

Er is beschreven dat verschillende TKI ‘ s in staat zijn om te interageren met leden van de ABC-familie van transporters zoals BCRP, P-gp en MRP1 (Hegedus et al, 2002; Shukla et al, 2007). De meeste studies zijn gericht op de interactie tussen TKI ‘s en BCRP, terwijl er schaarse informatie beschikbaar is voor de interactie van MRP1 of andere MRP’ s en deze geneesmiddelen. Aangezien er echter verschillende controversiële bevindingen over dit onderwerp zijn gepubliceerd, hebben we enkele recente gegevens geanalyseerd en besproken en de mogelijke interactie(s) tussen BCRP en TKI ‘ s verder verduidelijkt.

Canertinib

Canertinib (CI-1033) is een HER-familie TKI waarvan is aangetoond dat ze interageert met BCRP. Erlichman et al (2001) toonden aan dat MDA-MB-231 cellen die met BCRP worden getransfecteerd 4,9-voudige lagere accumulatie van canertinib hadden dan cellen die met lege vector worden getransfecteerd, die voorstellen dat canertinib een substraat voor BCRP is. In zowel BCRP-getransfecteerde cellen als niet-geselecteerde hct8 colorectaal carcinoom en t98g glioblastoomcellen met endogene BCRP-expressie, sensibiliseerde canertinib cellen voor SN-38 en topotecan. Consequent verhoogde canertinib de cellulaire accumulatie van deze geneesmiddelen (Erlichman et al, 2001).

Imatinib

imatinib mesylaat is een TKI van BCR-ABL, van bloedplaatjes afgeleide groeifactorreceptor en stamcelfactor / C-kit. De tegenstrijdige resultaten zijn gepubliceerd betreffende de capaciteit van BCRP om deze samenstelling te vervoeren. In één studie gaf overexpressie van BCRP in Saos2-cellen geen resistentie tegen imatinib, en accumulatie en efflux van dit geneesmiddel werden niet beïnvloed door BCRP-expressie en ATP-depletie (Houghton et al, 2004), wat suggereert dat imatinib geen substraat van BCRP is. Imatinib kan eerder dienen als een krachtige BCRP-remmer waardoor omkering van BCRP-gemedieerde resistentie tegen topotecan en SN-38 mogelijk is (Houghton et al, 2004). Evenzo was de accumulatie van mitoxantron bij primaire chronische myeloïde leukemie (CML) CD34+ – cellen met overexpressie van BCRP significant verhoogd met 5 μ M imatinib, wat de activiteit van deze TKI als BCRP-remmer bevestigt (Jordanides et al, 2006). Dezelfde auteurs stelden dat imatinib geen BCRP-substraat is, aangezien de BCRP-remming in CML CD34+ – cellen het effect van imatinib niet versterkte noch de accumulatie van imatinib in deze cellen beïnvloedde. In tegenstelling, toonden Burger et al (2004) aan dat MCF7/MR en MCF7/AdVp3000 cellen, met overexpressie van BCRP, beduidend lagere intracellulaire accumulatie van imatinib hadden in vergelijking met de ouderlijke mcf7 cellijn. Ook hek293-cellen getransfecteerd met BCRP-varianten, zowel wild-type (Arg op positie 482, HEK293/R) als mutanten (Gly of Thr op positie 482, HEK293/G en HEK293/T), vertoonden een duidelijk verminderde accumulatie van imatinib, die bijna volledig kon worden omgekeerd door de BCRP-specifieke remmer Ko143 (Burger et al, 2004). Ook de specifieke BCRP-remmer fumitremorgine C (FTC) kon de twee – tot drievoudige resistentie tegen imatinib van BCR-ABL-expressiecellen omzetten en geselecteerd om BCRP te overexpressie (K562/BCRP-MX10) (Nakanishi et al, 2006). Bovendien Brendel et al (2007) veronderstellen dat imatinib is een BCRP substraat op basis van de observaties die (een) BCRP-transduced K562 cellen waren twee – tot drie-voudige bestand tegen imatinib-geïnduceerde apoptose en dat remming van BCRP met FTC volledig afgeschaft de bestendige fenotype, (b) imatinib rechtstreeks samenwerkt met BCRP in de ondergrond bindend site en stimuleert BCRP ATPase activiteit, en ten slotte (c) BCRP-transduced cellen weergegeven aanzienlijk minder imatinib accumulatie. Hoewel deze studie sterk bewijs levert voor imatinib als BCRP-substraat, kan het ook wijzen op het feit dat imatinib-transport door BCRP concentratieafhankelijk is omdat imatinib-transport alleen in lage concentraties werd vergemakkelijkt (<1 μ m). Bevestigend experimenteel bewijs voor deze notie werd gepresenteerd door Shukla et al (2007), die een smalle concentratiebereik meldden waarbinnen BCRP TKI ‘ s en, in het bijzonder, imatinib kan transporteren. Aldus, hoewel de controverse kan blijven bestaan al dan niet imatinib een BCRP-substraat is, zou deze hypothese kunnen helpen om de tegenstrijdige resultaten te verklaren, aangezien de verschillende concentraties van de drug in diverse literatuurverslagen zijn gebruikt.

andere interacties naast een mogelijk substraat of remmer lijken te bestaan, aangezien imatinib zelf zijn resistentie zou kunnen verminderen door BCRP-expressie te onderdrukken (Nakanishi et al, 2006). Interessant, echter, verminderde imatinib de uitdrukking van BCRP slechts in K562 / BCRP-MX10 cellen die BCR-ABL uitdrukken, maar niet in cellen zonder BCR-ABL uitdrukking. Het onderliggende mechanisme voor deze differentiële responsen omvatte downstream effecten van imatinib-remming van BCR-ABL, wat leidde tot een verminderde fosforylering van Akt, wat vervolgens leidde tot een verminderde BCRP-expressie (Nakanishi et al, 2006). Deze studie toonde aan dat een actieve PI3K–AKT route verantwoordelijk is, ten minste gedeeltelijk, voor het behoud van BCRP expressie (figuur 1). Bovendien, kan de PI3K–AKT signalerende weg de cellulaire lokalisatie van deze vervoerder regelen. In deze context toonden Mogi et al (2003) aan dat de remming van Akt door LY294002 translocatie van Bcrp1 van het plasmamembraan aan het cytoplasmic compartiment van zijpopulatie (SP) cellen veroorzaakte.

figuur 1
figure1

interactie tussen TKI ‘ s en BCRP. Een actieve PI3K–AKT route is blijkbaar belangrijk voor BCRP expressie en lokalisatie in het plasmamembraan. (A) stimulatie van deze route met EGF, bijvoorbeeld, zal fosforylaat Akt, wat leidt tot BCRP lokalisatie naar het plasmamembraan. (B) (I) BCRP kan TKI ‘ s actief effluxeren, waardoor resistentie tegen deze geneesmiddelen wordt veroorzaakt. BCRP-gemedieerde tkis-resistentie kan echter worden opgeheven door tkis–remming van de PI3K-AKT-route, wat kan leiden tot (II) BCRP-verplaatsing naar het intracellulaire compartiment en/of (III) verminderde BCRP-expressie.

recente studies suggereerden dat BCRP, samen met P-gp, de penetratie in de hersenen van imatinib zou kunnen beperken, wat het idee versterkt dat deze TKI een BCRP-substraat is. Breedveld et al (2005) toonden aan dat bcrp1 knockout muizen significant verhoogde imatinib hersenpenetratie vertoonden en de imatinib klaring verminderden vergeleken met wild-type muizen. Bovendien, hebben zij aangetoond dat het mede-beleid van BCRP en P-gp inhibitors de hersenenpenetratie van de drug in wild-type muizen verbeterde. Evenzo, toonden Bihorel et al (2007) aan dat de blokkade van zowel P-gp als Bcrp1 beduidend de hersenenpenetratie van imatinib en zijn metabolites verhoogde. Van belang, echter, de bloedconcentratie en hersenpenetratie van imatinib waren onveranderd in bcrp1 knockout en wild-type muizen. De auteurs veronderstelden dat een functionele P-gp activiteit in de bloed–hersenbarrière van bcrp1 knockout muizen dominant verantwoordelijk zou kunnen zijn voor het behoud van een vergelijkbare opname in de hersenen van imatinib in vergelijking met wild-type dieren.

Nilotinib

Nilotinib is een nieuwe BCR-ABL TKI, potenter en selectiever dan imatinib. Brendel et al (2007) toonden aan dat BCRP-overexpresterende k562 – cellen twee-tot drievoudig resistent waren tegen nilotinib; dit werd echter alleen waargenomen bij zeer lage concentraties (10 en 25 nM), wat erop wijst dat resistentie tegen nilotinib mogelijk niet optreedt bij klinisch relevante concentraties. Niettegenstaande deze feiten, werd het begrip dat nilotinib een substraat voor BCRP is gesteund door waarnemingen dat het met de BCRP-substraatbindingsplaats in wisselwerking stond, het de Atpaseactiviteit van deze transporter stimuleerde en zijn accumulatie beduidend in BCRP-getransduced cellen werd onderdrukt. Van verder belang bleek nilotinib een krachtiger remmer van BCRP te zijn dan imatinib.

Gefitinib

tegenstrijdige gegevens zijn ook gepubliceerd voor de epidermale groeifactorreceptor (EGFR) TKI gefitinib, aangezien sommige auteurs het beschrijven als een BCRP-substraat, terwijl anderen het classificeerden als een remmer en niet als een substraat (Elkind et al, 2005; Nakamura et al, 2005). Hoogstwaarschijnlijk is de schijnbare discrepantie in deze resultaten te wijten aan de geselecteerde concentraties gefitinib die in de verschillende onderzoeken zijn gebruikt. Elkind et al (2005) toonden aan dat lage concentraties gefitinib (<1 μ m) significant BCRP-ATPase-activiteit activeerden in geïsoleerde membranen van BCRP-expresserende MCF-7/Mx-en A431-cellen van zoogdieren, terwijl hogere concentraties (>1 μ m) een aanzienlijk lager stimulerend effect hadden. Dit zou derhalve het gebrek aan gefitinibtransport in blaasjes van PC-6/SN2-5H-cellen kunnen verklaren, aangezien in dit onderzoek een gefitinibconcentratie van 30 μ M werd gebruikt (Nakamura et al, 2005). Deze resultaten suggereren dat, zoals hierboven besproken voor imatinib, gefitinib ook een smal venster kan hebben, vooral in een laag concentratiebereik, waar het actieve transport door BCRP efficiënt is. Aangezien gefitinib een BCRP-substraat is, waren BCRP-getransduceerde A431-cellen resistent tegen gefitinib in vergelijking met de oudercellijn (Yanase et al, 2004; Elkind et al, 2005) en werd het resistente fenotype omgekeerd door de BCRP-specifieke remmer Ko143 (Elkind et al, 2005). De A431-cellen zijn zeer gevoelig voor gefitinib, met IC50-waarden in het nanomolaire bereik, in overeenstemming met EGFR-amplificatie en afhankelijkheid van EGFR-signalering voor overleving. Omgekeerd vertoonden k562-en P388-cellen die met BCRP werden getransduceerd geen gefitinib-resistentie (Yanase et al, 2004). In feite zijn wild – type k562-en P388-cellen relatief resistent tegen gefitinib, waarbij IC50-waarden in het 1-10 μ M-bereik compatibel zijn met hun gebrek aan inherente EGFR-expressie. Consistent met dit, hebben wij onlangs gevonden dat menselijke EGFR-uitdrukkende Caco – 2 coloncarcinomacellen gefitinib IC50 waarden in het 300-600 nM bereik vertonen; in deze cellen, veroorzaakte BCRP overexpressie gefitinibresistentie (Lemos et al, 2006a). MCF-7 / MR, met zeer lage EGFR-expressie, vertoonde daarentegen IC50-waarden voor gefitinib in het 5-10 μ M-bereik en in deze cellen was BCRP-overexpressie geen determinant van gefitinib-resistentie (gegevens niet getoond). Er wordt dus verondersteld dat BCRP een van de determinanten is van gefitinibresistentie in cellen die EGFR tot expressie brengen en EGFR-afhankelijke groei vertonen (Yanase et al, 2004). In feite hebben Elkind et al (2005) aangetoond dat BCRP-expressie cellen beschermt tegen gefitinib-gemedieerde remming van EGFR-fosforylering en daaropvolgende apoptose. Dit stelt voor dat BCRP de actie van gefitinib verhindert door deze verbinding uit de cel te effluxen alvorens het met plasmamembraan-geassocieerde EGFR kan in wisselwerking staan. Gelijkaardig aan canertinib en imatinib is gefitinib ook een BCRP-remmer en keert BCRP-gemedieerde geneesmiddelresistentie zowel in vitro als in vivo om (Yanase et al, 2004; Nakamura et al, 2005).

Erlotinib

Erlotinib is een andere EGFR-TKI waarvan de interactie met BCRP in mindere mate is onderzocht. Niettemin suggereert een voorstudie dat erlotinib ook een substraat van BCRP is (van Tellingen et al, 2007). Aangezien zowel gefitinib als erlotinib de fosforylatie van Akt kunnen beïnvloeden, stroomafwaarts van EGFR, kan dit mechanisme ook betrokken zijn.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.