läkemedelstransportörer: senaste framsteg avseende BCRP och tyrosinkinashämmare

det har beskrivits att flera TKI: er kan interagera med medlemmar i ABC-familjen av transportörer som BCRP, P-gp och MRP1 (Hegedus et al, 2002; Shukla et al, 2007). De flesta studier har fokuserat på interaktionen mellan TKI och BCRP, medan knapp information finns tillgänglig för interaktionen mellan MRP1 eller andra MRP och dessa läkemedel. Eftersom flera kontroversiella fynd har publicerats om detta ämne, bestämde vi oss för att analysera och diskutera några nya data och för att ytterligare klargöra potentiella interaktioner mellan BCRP och TKI.

Canertinib

Canertinib (CI-1033) är en familj av TKI som har visats interagera med BCRP. Erlichman et al (2001) visade att mda-MB-231-celler transfekterade med BCRP hade 4,9-faldig lägre ackumulering av canertinib än celler transfekterade med Tom vektor, vilket tyder på att canertinib är ett substrat för BCRP. I både BCRP-transfekterade celler och icke-selekterade hct8 kolorektalt karcinom och t98g glioblastomceller med endogent BCRP-uttryck, canertinib-sensibiliserade celler för SN-38 och topotekan. Konsekvent ökade canertinib den cellulära ackumuleringen av dessa läkemedel (Erlichman et al, 2001).

imatinib

imatinibmesylat är en TKI av BCR-ABL, trombocyt-härledd tillväxtfaktorreceptor och stamcellsfaktor/c-kit. Motstridiga resultat har publicerats angående BCRP: s förmåga att transportera denna förening. I en studie gav överuttryck av BCRP i Saos2-celler inte resistens mot imatinib, och ackumulering och utflöde av detta läkemedel påverkades inte av BCRP-uttryck och ATP-utarmning (Houghton et al,, 2004), vilket tyder på att imatinib inte är ett substrat för BCRP. Snarare kan imatinib tjäna som en potent BCRP-hämmare och därigenom möjliggöra reversering av BCRP-medierad resistens mot topotecan och SN-38 (Houghton et al, 2004). På liknande sätt ökade ackumuleringen av mitoxantron i primär kronisk myeloid leukemi (CML) CD34+ – celler som överuttryckte BCRP signifikant med 5 kcal M imatinib, vilket bekräftade aktiviteten hos denna TKI som en BCRP-hämmare (Jordanides et al, 2006). Samma författare postulerade att imatinib inte är ett BCRP-substrat, eftersom BCRP-hämning i CML CD34+ – celler varken förstärkte effekten av imatinib eller påverkade imatinib-ackumulering i dessa celler. Däremot visade Burger et al (2004) att MCF7/MR och MCF7/AdVp3000-celler, med överuttryck av BCRP, hade signifikant lägre intracellulär imatinibackumulering jämfört med föräldrarnas MCF7-cellinje. Även hek293-celler transfekterade med BCRP-varianter, både vildtyp (Arg vid position 482, HEK293/R) och mutanter (Gly eller Thr vid position 482, HEK293/G och HEK293/T), visade en markant minskad imatinib-ackumulering, som nästan helt kunde vändas av den BCRP-specifika hämmaren Ko143 (Burger et al, 2004). Även den specifika BCRP-hämmaren fumitremorgin C (FTC) kunde vända det två – till trefaldiga motståndet mot imatinib av BCR-ABL-Uttryckande celler transducerade och valda för att överuttrycka BCRP (K562/BCRP-MX10) (Nakanishi et al, 2006). Dessutom antog Brendel et al (2007) att imatinib är ett BCRP-substrat baserat på observationerna att (a) BCRP – transducerade K562-celler var två till tre gånger resistenta mot imatinib-inducerad apoptos och att hämning av BCRP med FTC fullständigt upphävde den resistenta fenotypen, (b) imatinib interagerar direkt med BCRP vid substratbindningsstället och stimulerar BCRP-ATPas-aktivitet, och slutligen (c) BCRP-transducerade celler visade signifikant mindre ackumulering av imatinib. Även om denna studie ger starka bevis för imatinib som ett BCRP-substrat, kan det också peka på det faktum att imatinibtransport med BCRP är koncentrationsberoende eftersom imatinibtransport underlättades endast vid låga koncentrationer (<1 kg). Bekräftande experimentella bevis för detta begrepp presenterades av Shukla et al (2007), som rapporterade ett smalt koncentrationsområde inom vilket BCRP kan transportera TKI och i synnerhet imatinib. Således, även om kontroversen kan kvarstå huruvida imatinib är ett BCRP-substrat, kan denna hypotes hjälpa till att förklara de motsägelsefulla resultaten, eftersom olika koncentrationer av läkemedlet har använts i olika litteraturrapporter.

andra interaktioner förutom att vara ett möjligt substrat eller hämmare verkar existera, eftersom imatinib själv kan dämpa dess resistens genom att undertrycka BCRP-uttryck (Nakanishi et al, 2006). Intressant minskade emellertid imatinib uttrycket av BCRP endast i k562 / BCRP-MX10-celler som uttrycker BCR-ABL, men inte i celler som saknar BCR-ABL-uttryck. Den underliggande mekanismen för dessa differentiella svar involverade nedströms effekter av imatinib-hämning av BCR-ABL, vilket ledde till minskad fosforylering av Akt, vilket därefter ledde till minskat BCRP-uttryck (Nakanishi et al, 2006). Denna studie visade att en aktiv PI3K–Akt-väg är ansvarig, åtminstone delvis, för underhåll av BCRP-uttryck (Figur 1). Dessutom kan signalvägen PI3K–Akt reglera den cellulära lokaliseringen av denna transportör. I detta sammanhang visade Mogi et al (2003) att Akt-hämning av LY294002 provocerade translokation av Bcrp1 från plasmamembranet till det cytoplasmatiska facket i sidopopulation (SP) – celler.

Figur 1
figure1

interaktion mellan TKI och BCRP. En aktiv PI3K-Akt-väg är tydligen viktig för BCRP-uttryck och lokalisering i plasmamembranet. (A) stimulering av denna väg med EGF, till exempel, kommer att fosforylera Akt, vilket leder till BCRP-lokalisering till plasmamembranet. (B) (i) BCRP kan aktivt efflux TKIs, vilket inducerar resistens mot dessa läkemedel. BCRP-medierad TKI-resistens kan emellertid upphävas genom TKIs-hämning av PI3K-Akt-vägen, vilket kan leda till (II) BCRP-omplacering till det intracellulära facket och/eller (III) minskat BCRP-uttryck.

nya studier föreslog att BCRP, tillsammans med P-gp, kan begränsa hjärnans penetration av imatinib, vilket förstärker tanken att denna TKI är ett BCRP-substrat. Breedveld et al (2005) visade att bcrp1 knockout-möss visade signifikant ökad imatinib-hjärnpenetration och minskad imatinib-clearance jämfört med möss av vildtyp. Dessutom har de visat att samtidig administrering av BCRP-och P-gp-hämmare förbättrade läkemedlets hjärnpenetration i vildtypsmöss. På liknande sätt visade Bihorel et al (2007) att blockad av både P-gp och Bcrp1 signifikant ökade hjärnpenetrationen av imatinib och dess metaboliter. Observera dock att blodkoncentrationen och hjärnpenetrationen av imatinib oförändrades i bcrp1 knockout och vildtypsmöss. Författarna postulerade att en funktionell P-gp–aktivitet i blod-hjärnbarriären hos bcrp1 knockout-möss kan vara dominerande ansvarig för att behålla ett liknande hjärnupptag av imatinib jämfört med vilda djur.

Nilotinib

Nilotinib är en ny BCR-ABL TKI, mer potent och selektiv än imatinib. Brendel et al (2007) visade att BCRP-överuttryckande k562 – celler var två till tre gånger resistenta mot nilotinib; detta observerades emellertid endast vid mycket låga koncentrationer (10 och 25 nM), vilket tyder på att resistens mot nilotinib kanske inte uppträder vid kliniskt relevanta koncentrationer. Trots dessa fakta stöddes uppfattningen att nilotinib är ett substrat för BCRP av observationer att det interagerade med BCRP-substratbindningsstället, det stimulerade ATPas-aktiviteten hos denna transportör och dess ackumulering undertrycktes signifikant i BCRP-transducerade celler. Av ytterligare intresse verkade nilotinib vara en mer potent hämmare av BCRP än imatinib.

Gefitinib

motstridiga data har publicerats också för epidermal growth factor receptor (EGFR) TKI gefitinib, eftersom vissa författare beskriver det som ett BCRP-substrat, medan andra klassificerade det som en hämmare och inte ett substrat (Elkind et al, 2005; Nakamura et al, 2005). Mest sannolikt beror den uppenbara skillnaden i dessa resultat på de valda koncentrationerna av gefitinib som används i de olika studierna. Elkind et al (2005) visade att låga koncentrationer av gefitinib (<1 kg) signifikant aktiverade BCRP-ATPas-aktivitet i isolerade membran av BCRP-Uttryckande däggdjursceller MCF-7/MX och a431, medan högre koncentrationer (>1 kg) hade en markant lägre stimulerande effekt. Följaktligen kan detta förklara bristen på gefitinibtransport i vesiklar av PC-6/SN2-5h-celler, eftersom en gefitinibkoncentration på 30 kcal m användes i denna studie (Nakamura et al, 2005). Dessa resultat tyder på att gefitinib, som diskuterats ovan för imatinib, också kan ha ett smalt fönster, särskilt i ett lågt koncentrationsområde, där dess aktiva transport med BCRP är effektiv. I överensstämmelse med gefitinib som ett BCRP-substrat var BCRP-transducerade a431-celler resistenta mot gefitinib jämfört med föräldracellinjen (Yanase et al, 2004; Elkind et al, 2005) och den resistenta fenotypen vändes av den BCRP-specifika hämmaren Ko143 (Elkind et al, 2005). I överensstämmelse med EGFR-förstärkning och beroende av EGFR-signalering för överlevnad är a431-celler mycket känsliga för gefitinib, med IC50-värden i nanomolärområdet. Omvänt visade k562-och P388-celler transducerade med BCRP inte gefitinib-resistens (Yanase et al, 2004). Faktum är att vildtyp K562-och P388-celler är relativt resistenta mot gefitinib med IC50-värden i 1-10-m-intervallet är kompatibla med deras brist på inneboende EGFR-uttryck. I överensstämmelse med detta har vi nyligen funnit att humana EGFR-Uttryckande Caco-2 kolonkarcinomceller uppvisar gefitinib IC50-värden i 300-600 nM-området; i dessa celler inducerade BCRP-överuttryck gefitinib-resistens (Lemos et al, 2006a). Däremot visade MCF-7/MR, med mycket lågt EGFR-uttryck, IC50-värden för gefitinib i intervallet 5-10 kcal m och i dessa celler var BCRP-överuttryck inte en determinant för gefitinib-resistens (data visas inte). Således har det antagits att BCRP är en av determinanterna för gefitinibresistens i celler som uttrycker EGFR och visar EGFR-beroende tillväxt (Yanase et al, 2004). Faktum är att Elkind et al (2005) har visat att BCRP-uttryck skyddar celler från gefitinib-medierad hämning av EGFR-fosforylering och efterföljande apoptos. Detta tyder på att BCRP förhindrar verkan av gefitinib genom utflöde av denna förening från cellen innan den kan interagera med plasmamembranassocierad EGFR. I likhet med canertinib och imatinib är gefitinib också en BCRP-hämmare och reverserar BCRP-medierad läkemedelsresistens både in vitro och in vivo (Yanase et al, 2004; Nakamura et al, 2005).

Erlotinib

Erlotinib är en annan EGFR TKI vars interaktion med BCRP har studerats i mindre utsträckning. En preliminär studie tyder dock på att erlotinib också är ett substrat av BCRP (van Tellingen et al, 2007). Eftersom både gefitinib och erlotinib kan påverka fosforylering av Akt, nedströms EGFR, kan denna mekanism också vara involverad.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.