Механизмы устойчивости опухолей к цисплатину
металотеонеіни зв`язуються з електрофільними протипухлинними
препаратами типу цисплатина, а також мелфаланом та деякими
антибіотиками: адріаміцином, блеоміцином та доксорубіцином.
Клітини, що гіперексперсують металотеонеіни, часто резистентні
до дії цисплатина [50,51]. Однак металотеонеін не є обов`язковим
компонентом резистентності до цього препарату, оскільки зустрічаються
резистентні до цисплатина клітинні лінії, в яких металотеонеін не
виявляється [43].
При обробці цисплатином резистентних до препарата клітин з
підвищеним вмістом металотеонеіна 70% внутрішньоклітинної платини
знаходять у зв`язаному з білком стані.
Досліди по трансфекції гена металотеонеіна ІІа показали, що
клітини-трансфекти набувають резистентності до цисплатина,
хлорамбуцила та мелфалана [52].
Добре виражена експресія металотеонеіна в пухлинах може мати
прогностичне значення. Наприклад, при лікування хворих на рак
стравоходу за допомогою цисплатина 5-річна життєздатність пацієнтів з
металотеонеін-від`ємними пухлинами становить 56%, а пацієнтів з
металотеонеін-позитивними пухлинами – 26% [53].
З наведених вище даних можна заключити, що у випадках
підвищеної експресії металотеонеін є важливою складовою
резистентності до цисплатина.
4.3.Репарація пошкоджень ДНК.
Резистентність клітин до дії цисплатина може залежати від стану
системи репарації пошкоджень ДНК.
Один з механізмів резистентності клітин до цисплатину –
прискорена репарація цисплатин-ДНК-адуктів [54]. Чутливі до дії
цисплатина клітинні лінії відрізняються зниженою здатністю
ліквідувати основні адукти ДНК та цисплатина (GG-Pt та GA-Pt), а
також послабленою активністю ДНК-полімераз [55,56]. Обробка
резистентних до цисплатина клітин афідикоіном – інгібітором ДНК-
полімераз ? та ? повертає чутливість до цисплатина, що стверджує
роль репарації адуктів цисплатин-ДНК у формуванні резистентності
[57].
На сьогодні мало відомо, щодо ліквідації продуктів платинування
ДНК у мітохондріях. Вважають, що мітохондріальна ендонуклеаза G (Endo
G) може брати участь у репаративних процесах цих органел [58].
Нещодавно з культуральної рідини пухлинних клітин та
біопсійного матеріалу пухлин людини були виділені білки HMG (high-
mobility group) та їм подібні, які зв`язуються з ДНК, що пошкоджена
цисплатином, але не трансплатином чи ультрафіолетовим випроміненням
[59,60]. Ці білки – висококонсервативні, локалізуються у цитоплазмі
та ядрі клітини. Їх біологічна роль ще точно не встановлена.
Інтенсивність зв`язування ДНК з цисплатином та HMG-подібними білками
прямо пропорційна ступеню пошкодження ДНК. ДНК резистентних клітин
зв`язується з цими білками більш ефективно. HMG-білки взаємодіють з
платинованою ДНК, закривають пошкоджені сайти від ферментів
ексцизійної репарації. Припускають, що зв`язування HMG-подібних
білків з пошкодженою ДНК може викликати зупинку реплікації чи
транскрипції, а також впливати на роботу систем контролю клітинного
циклу при руйнуванні ДНК.
Відомо, що такі дефекти системи репарації невідповідностей
(mismatch repair), як недостатня експресія білків hMSH2 чи hMLH-1,
призводять до виникнення резистентності до цисплатина [61,62]. MSH2-
білок сам по собі чи разом з білком GTBP/p160 розпізнає невеликі
зміни у ланцюгу ДНК, наприклад, продукти платинування ДНК, і
зв`язується з ними.
Априорі можна було б припустити, що відсутність якої-небудь
частини системи репарації ДНК сприяє розвитку гіперчутливості до дії
цисплатина, що відбувається у клітинах, дефектних за системою
ексцизійної репарації. Але у випадку порушення функції системи
mismatch repair клітина набуває резистентності до цисплатина. Цей
феномен можна розглядати з двох позицій. По-перше, порушення системи
mismatch repair може бути наслідком індукованого цисплатином
випадкового мутагенезу, що в результаті обумовлює стійкість до дії
цисплатина. По-друге, саме дефект у роботі цієї системи репарації
може покласти початок резистентності [63,64].
Комплекс білків репарації “розпізнає” адукти у ланцюгу-шаблоні
ДНК та намагається виправити ланцюг, що синтезується [65]. Так, поки
існує адукт у ланцюгу-шаблоні, а підбір нових основ не ліквідує
невідповідність, що існує, генерується сигнал, який запускає програму
апоптозу. Якщо система mismatch repair не працює, такий сигнал не
генерується, клітини стають толерантними до адуктів цисплатин-ДНК та
набувають резистентного фенотипу.
У випадку порушення системи ексцизійної репарації
спостерігається протилежний ефект. Клітини, дефектні по системі
ексцизійної репарації значно більш чутливі до дії цисплатина, ніж
нормальні клітини [66].
Показано, що цисплатин індукує експресію важливого для
ексцизійної репарації гена ERCC-1. Але до активації гена ERCC-1
відбувається активації генів c-fos та c-jun, а також фосфорилювання
білка c-Jun [67].
Нещодавно був відкритий новий ген BRCA1, повязаний з репарацією
пошкодженої ДНК. Показано, що гіперекспресія цього гена в клітинах
рака яєчника та молочної залози асоційована з резистентністю до дії
цисплатина [68].
Топоізомерази І та ІІ, що релаксують спіралі ДНК, є важливими
ферментами реплікації, транскрипції та рекомбінації. Вони відіграють
суттєву роль у процесах усунення адуктів ДНК-цисплатин. У багатьох
резистентних до дії цисплатина клітинах спостерігається підвищена
активність топоізомерази ІІ [69]. Інгібітори топоізомераз І та ІІ:
етопозид, камтотецин, СРТ-11, SN-38, новобіоцин – викликають
сенсибілізацію резистентних клітин до дії цисплатина [70-72].
Ще одним механізмом резистентності до цисплатина на рівні ДНК
може бути підвищена концентрація в клітині вільних нуклеотидів
(наприклад, АТФ, АДФ), які конкурують з ДНК за зв`язування з
цисплатином [73]. Таким чином, вільні нуклеотиди, концентрація яких у
цитоплазмі відрізняється в різних клітинах, можуть значно впливати на
чутливість пухлин до цисплатина.
Важливо також розглянути утворення зшивок ДНК-білок під дією
цисплатина. Хоча кількість цих адуктів набагато менше, ніж у разі між-
та внутри- ланцюгових зшивок, але відмічено, що вони також
відповідальні за цитотоксичний ефект цисплатина. Наприклад, було
показано, що одна резистентна до дії цисплатина клітинна лінія раку
яєчника утримувала у 6 разів менше цитокератина 18, ніж чутлива
лінія. Трансфекція кДНК цитокератина 18 в клітини резистентної лінії
давала клони з підвищеним рівнем цього білка та у більшості випадків
з чутливим фенотипом. При цьому було встановлено, що після обробки
цисплатином, з ДНК у клітинах зв`язуються негістонові білки. Пізніше
ці білки було ідентифіковано як цитокератини [74]. Можливо, що
формування зшивок цитокератин-ДНК, асоціюється з цитотоксичністю
цисплатина. Тоді зменшення продукції цитокератина 18 у резистентних
клітинах веде до зменшення кількості зшивок білок-ДНК та, як
наслідок, зниження чутливості до цисплатина.
Виходячи з вищенаведеного, можна заключити, що резистентність
до дії цисплатина на рівні ДНК обумовлена підвищеною активністю
систем репарації клітини чи її толерантністю до існуючих ДНК-Pt-
адуктів.
4.4.Зміни генома, що асоційовані з резистентністю до
цисплатина.
Оскільки клітинна резистентність є стійко спадковою ознакою в
ряду поколінь, можна зробити висновок, що стійкість до дії цисплатина
визначається генетичними особливостями клітини.
Встановлено, що основна роль в цьому феномені належить 11-й та
16-й хромосомам у людини [75]. На клітинних гібридах з різним
хромосомним складом було показано, що обовязковою умовою
резистентного фенотипа є наявність 16-ї хромосоми з резистентних
клітин та 11-ї хромосоми з чутливих клітин. При цьому основну роль
