УДК: 616.155.392
Год издания: 2010
Ответ клеток при хроническом лимфоцитарном лейкозе на ингибиторы репарации ДНК и лекарственные препараты в связи с механизмом их действия
Свирновский А.И., Сергиенко Т.Ф., Тарас И.Б., Бакун А.В., Пасюков В.В., Дрейчук Н.А., Василевич А.С.
Рубрики: 76.29.33
Республиканский научно-практический центр гематологии и трансфузиологии
Тема НИР: «Изучение действия ингибиторов репарации ДНК на ответ резистентных лейкозных клеток взрослых и детей на противолейкозные препараты с различным механизмом действия и их значение в феномене лекарственной устойчивости опухолевых клеток»
Сроки выполнения НИР: I кв. 2009 г. — IV кв. 2010 г.
Научный руководитель: д-р мед. наук, проф. А.И. Свирновский, д-р мед. наук, проф. О.В. Алейникова
Соисполнители: ГУ «Республиканский научно-практический центр детской онкологии и гематологииГУ «Республиканский научно-практический центр детской онкологии и гематологии»
Источник финансирования: госбюджет
Цель работы - оценить возможность модификации резистентности клеток хронического лимфоцитарного лейкоза (ХЛЛ) к используемым в терапии этого заболевания генотоксическим лекарственным препаратам путем подавления некоторых звеньев репарации ДНК.
Сущность достижения заключается в обнаружении усиления ответа части образцов лейкозных лимфоцитов ex vivo, устойчивых к пуриновым аналогам, винка-алкалоидам и антрациклиновым антибиотикам, при ингибиции активности ферментов, участвующих в репарации ДНК.
Новизна исследования определяется выявлением дифференцированной чувствительности в общей группе образцов лекарственно-резистентных лейкозных клеток при ХЛЛ к ингибиторам таких ключевых ферментов репарации ДНК, как АТМ (мутантный при атаксии-телеангиэктазии белок с киназной активностью) и ДНК-ПК (ДНК-зависимая протеинкиназа).
Влияние ингибиторов репарации ДНК (кофеина, ванилина и специфической низкомолекулярной субстанции NU7026) на выживаемость химиорезистентных к флударабелу, доксорубицину и винкристину лимфоцитов в присутствии соответствующих лекарственных препаратов изучали c помощью МТТ-теста. При этом принимали во внимание известные факты, что активность фосфоинозитол-3-зависимой киназы ATM подавляется с помощью кофеина, а активность ДНК-ПК - ванилина и низкомолекулярного вещества NU7026.
Частота усиления активности флударабела в исследованных образцах флударабел-резистентных лимфоцитов при ХЛЛ, как при подавлении АТМ и ДНК-ПК, достигала 40-57%. Согласно установленному механизму действия флударабела этот препарат сам по себе угнетает синтез ДНК за счет ингибирования рибонуклеотидредуктазы, ДНК-праймазы, ДНК-полимеразы и ДНК-лигазы, а также подавляет работу ферментов гомологичной рекомбинации, интегральным ферментом которой является АТМ. Более того, негомологичное слияние концов, ключевым ферментом которого является ДНК-ПК, обеспечивает репарацию клетки при генотоксическом воздействии флударабела. Однако ингибиция активности АТМ и ДНК-ПК приводит только к частичному уменьшению резистентности к флударабелу практически не более чем в половине исследованных случаев, что может свидетельствовать о наличии альтернативных и обходных механизмов развития устойчивости к исследованному препарату.
Механизм действия доксорубицина заключается в интеркаляции ДНК клеток, образовании свободных радикалов, подавлении фермента репарации топоизомеразы II, лигазы IV, редукции синтеза нуклеиновых кислот. Резистентность к доксорубицину ассоциирована с ускоренным восстановлением повреждений ДНК. В наших исследованиях оказалось возможным в 88% образцов доксорубицин-устойчивых лимфоцитов сенсибилизировать клетки к действию цитостатика с помощью ингибитора ATM кофеина, а в 58-60% резистентных образцов этого можно было достичь с помощью ингибиторов ДНК-ПК.
Винкристин, как известно, не только задерживает деление клетки, но и приводит к гибели непролиферирующих клеток. В связи с этим интересно отметить, что ингибитор АТМ преодолевает устойчивость к данному препарату во всех исследованных резистентных образцах. Ингибиторы ДНК-ПК менее активны: ванилин активен в 45% и NU 7026 - в 57% резистентных образцов.
Таким образом, кофеин является самым эффективным ингибитором репарации ДНК для преодоления устойчивости к винкристину и доксорубицину. Различий в активности ингибиторов АТМ и ДНК-ПК во флударабел-резистентных лимфоцитах установлено не было. Вероятно, это связано с тем, что кроме репарации ДНК, АТМ контролирует реализацию апоптоза, клеточного цикла, поддержание длины теломер, реализацию окислительно-восстановительного стресса. При этом ДНК-ПК вовлечена только в процесс репарации по пути негомологичного слияния концов. Тем не менее, АТМ и ДНК-ПК взаимодействуют при репликативном восстановлении повреждений ДНК. Не исключено, что подавление АТМ имеет более важное значение для преодоления лекарственной резистентности за счет количества контролируемых этим белком конечных мишеней.
Не исключено, что при разработке на основе ингибиторов репарации ДНК новых препаратов, предлагаемых для клинических исследований с целью преодоления лекарственной резистентности и повышения эффективности цитостатической терапии, необходимо при назначении их схем принимать во внимание индивидуальную чувствительность клеток пациентов ex vivo к модулирующим воздействиям.
Область применения: онкогематология, молекулярная биология
Рекомендации по использованию: в фундаментальных и клинико-лабораторных исследованиях для выявления поиска путей преодоления лекарственной резистентности опухолевых клеток
Предложения по сотрудничеству: проведение совместных молекулярно-биологических исследований для выявления механизмов описанных феноменов и возможности их применения в клинической практике