Непрямые методы биотерапии злокачественных новообразований

08 Октября в 14:37 101 0
Принципиально новое направление лекарственной терапии, основанное на использовании молекулярно-биологических различий между злокачественными и нормальными клетками, предполагает достижение длительного контроля за ростом опухоли.

Новая концепция предусматривает использование фармакологических средств, избирательно ингибирующих в опухолевой клетке конкретные молекулярные мишени, влияющие на продукцию ферментов, молекул-передатчиков сигналов роста, цитокинов, то есть веществ, участвующих в процессах регуляции пролиферации, ангиогенеза, миграции, метастазирования и апоптоза опухолевых клеток.

Такая терапия, где в качестве мишени используются вышеперечисленные регуляторы опухолевой клетки, получипа еще название целевой или таргетной (в англоязычной медицинской литературе — «target therapy»).

Основным принципом «таргетной» терапии является максимальная индивидуализация терапевтического подхода: с помощью мопекупярно-генетических методов диагностики выявить и избирательно воздействовать на мишень (мишени) у конкретного больного препаратами целенаправленного действия — «таргетными» препаратами.

Лекарственная нормализация (дифференцировка) фенотипа опухолевых клеток

К середине 70-х годов накопились многочисленные факты, указывающие на то, что злокачественная трансформация нормальных клеток в ходе селекции в условиях генетической нестабильности и гетерогенности гено- и фенотипов этих клеток, не является полностью необратимым состоянием.

Клетки, «заторможенные» на низком уровне дифференцировки, сохраняют способность к редифференцировке с утратой при этом инвазивных и «метастатических» качеств, причем как в первичном, так и в метастатическом узле. Следовательно, имеется принципиальная возможность лекарственным путем вызывать дифференцировку опухолевых клеток - реверсию опухолевого фенотипа.

Следует признать, что, несмотря на многообещающие результаты по противоопухолевым воздействиям in vitro, до сих пор убедительных результатов в индукции терминальной дифференцировки in vivo достигнуто не было.

Однако в настоящее время немалое количество соединений, потенцирующих клеточную дифференцировку, продолжают подвергать клиническим испытаниям. В ходе этих работ отмечены и реверсия предраковых изменений, и предотвращение метастазирования.

В то же время никаких значительных «обратных» эффектов при уже развитой и клинически явной опухолевой прогрессии и метастазировании в исследованиях пока не получено. С цепью реверсии опухолевого фенотипа ведутся разработки селективных противоопухолевых препаратов, чей терапевтический эффект опосредован через воздействие на рецепторно-медиаторные механизмы, регулирующие рост, деление, дифференцировку и апоптоз.

Использование в качестве индукторов дифференцировки факторов роста рассматривается как одно из перспективных направлений в лечении злокачественных новообразований. Однако такого рода лекарственные средства пока находятся на фазах клинического изучения.

Ингибиторы факторов роста

Процессы пролиферации опухолевых клеток регулируются факторами роста (ФР). В настоящее время из опухолей выделено несколько десятков полипептидных ФР, из которых наиболее изучены эпидермальный (ЭФР), трансформирующие (ТФР), инсулиноподобный (ИФР), тромбоцитарный (ФРТ), фибробластный (ФФР).

В основе регуляции пролиферации клеток лежат механизмы переноса внешних митогенных (стимулирующих деление) сигналов с поверхности клетки в ядро при взаимодействии факторов роста с их специфическими рецепторами посредством ферментов (киназы, аденилатциклаэы и др.).

В связи с этим изыскиваются бпокаторы взаимодействия ФР с рецепторами, а также агенты, влияющие на функциональную активность рецепторов, например, ингибиторы их тирозинкиназной активности. Считается, что в результате снижения действия ростостимулирующих сигналов факторов роста на опухолевые клетки, они становится более чувствительны к факторам дифференцировки, а не к факторам роста.

Среди препаратов этой группы известны сурамин и ряд неспецифических ингибиторов тирозинкиназы, аденилатциклаз и протеинкиназ. Сурамин (полисульфонат нафтилмочевины) — первый препарат, исследованный в качестве антагониста связывания ФР с рецепторами.

Блокируя рецепторы, сурамин несепективно нейтрализует многие факторы роста, а также индуцирует in vitro дифференцировку опухолевых клеток. Противоопухолевый эффект сурамина, вероятно, носит цитостатический или апоптотический характер.

Препарат проявил эффективность при СПИД-ассоциированных неходжкинских лимфомах, саркоме Капоши, гормонорезистентном раке предстательной железы.

В качестве противоопухолевых средств предложены вещества, неспецифически блокирующие рецепторы ФР в клетках опухоли путем снижения активности тирозинкиназы.

К ингибиторам тирозинкиназ относятся сульфаты ламинарина. каррагенимы, некоторые производные малононитрила (тирфостины) и производное изофлавона (генистеин). Как ингибиторы тирозинкиназ выступают соматостатин и его аналоги, терапевтическая активность которых была обнаружена при инсуломах, глюкагономах, гастриномах.

Практически все известные ФР используют в трансмембранной передаче митогенных сигналов и регуляции процессов роста и дифференцировки клеток ферменты аденилатциклазы и протеинкиназы К настоящему времени выявлен ряд веществ, которые ингибируя эти ферменты, проявили противоопухолевую активность за счет индукции дифференцировки и апоптоза.

Среди них микробиологический продукт стауроспорин, бриостатины, эфиры липидов Некоторые из них, в частности, милтефоэин уже применяется в клинике для местного лечения внутрикожных метастазов рака молочной железы. Многие из перечисленных соединений уже прошли II фазу клинических испытаний.

Рассмотренные выше лекарственные агенты, несмотря на различие путей ингибирования рецепторно-медиаторного митогенеза, фактически готовят (коммитируют) опухолевые клетки к терминальной дифференцировке. При этом происходят глубокие функциональные изменения опухолевой клетки и снижается активность самих ростовых рецепторов.

На поверхности клетки вместо рецепторов ФР появляются рецепторы факторов дифференцировки (гормонов, нейромедиаторов). Вследствие этого прекращается синтез ДНК и клетки останавливаются в фазе G0.

Сегодня известно много других агентов, способных индуцировать дифференцировку опухолевых клеток. Кроме упомянутых выше, в лечении онкологических больных пытаются использовать диметилсульфоксид, ретиноиды, производные витамина Д3. В большинстве случаев первый опыт использования этих препаратов показал, что их противоопухолевый эффект слаб и непродолжителен.

Ингибиторы теломеразы

В последние годы обнаружены специализированные концевые фрагменты хромосом (теломеры), контролирующие процесс деления и продолжительность жизни клеток. Каждый митотический цикл в нормальных клетках сопровождается уменьшением длины теломер.

В опухолевых клетках длина теломер не уменьшается, так как они содержат теломеразу — фермент, восстанавливающий теломеры, что обеспечивает клеткам бессмертие. Выяснилось также, что активация теломеразы является самым универсальным признаком раковых клеток (85% опухолей имеют высокую активность фермента), без этого механизма большинство опухолей не могло бы достигать стадий, опасных для здоровья.

Можно поэтому полагать, что подавление теломеразной активности означает возможность подавления опухолевого роста, т.к. ингибиторы теломеразы жестко ограничивали бы число циклов деления опухолевых клеток Кроме того, поскольку теломераэа защищает ДНК от повреждений, опухолевые клетки после подавления ее активности могут быть более чувствительными к химиопрепаратам.

Очевидно, что подавление теломеразы может и должно применяться в терапии опухолевых заболеваний. При этом, однако, нужно учитывать возможные последствия терапии рака ингибиторами теломеразы. Препараты, помимо опухоли, будут влиять на половые и стволовые клетки (у них также активирована теломераэа).

У женщин такой препарат не может повредить половым клеткам, поскольку их пролиферация заканчивается в эмбриогенезе. У мужчин препарат будет влиять на сперматогенез, однако криоконсервация спермы может решить эту проблему.

Последствия воздействия ингибиторов теломеразы на стволовые клетки трудно прогнозировать. Так как деление стволовых клеток относительно редкое событие, то ограниченное во времени лечение не должно, вероятно, серьезно на них сказаться. Серьезным недостатком антителомеразной терапии может быть относительно большой патентный период от момента начала лечения до наступления эффекта.

Опыты по подавлению теломеразы в культуре клеток почти однозначно подтверждают это. Так, угнетение теломеразы приводит к гибели опухолевых клеток примерно через 25 и более удвоений популяции. Сейчас изучаются различные способы воздействия на опухоль, опосредованные через лэломеразный механизм. Это интересное и многообещающее направление находится пока на стадии предклинического изучения.


В целом можно полагать, что индукторы дифференцировки в качестве лечебных средств большинства солидных опухолей не могут быть препаратами "первой линии". Наиболее обещающим представляется использование дифференцировочных препаратов в комбинации с цитостатиками.

Вполне вероятно применение такого рода препаратов в интервалах между циклами химиотерапии в надежде подавить репопупяцию выживших опухолевых клеток, а также повысить их чувствительность к клеткам иммунной защиты. Возможно, они имеют перспективы в качестве средств профилактики рецидивов после радикальных операций у онкологических больных.

Лекарственное воздействие на ангиогенез и метастазирование. Антиангиогенная терапия

Многочисленные исследования различных опухолей человека неоднократно демонстрировали зависимость роста опухоли и метастазирования от их способности образовывать новые сосуды. Ангиогенная активность опухоли обусловлена сложным балансом между ангиогенными стимуляторами и ингибиторами ангиогенеза.

Эндотелий опухоли — уникальная мишень для лекарственной терапии. Познание молекулярных механизмов образования новых сосудов, качественные отличия эндотепиальных клеток опухоли от нормальных, стимулировало разработку терапевтических подходов к воздействию на опухолевый ангиогенез и создание стратегии антиангиогенной терапии.

В ее основе лежит концепция о более высокой скорости образования сосудов в опухоли, по сравнению с нормальными тканями. Очевидно, что применение средств, ингибирующих образование в опухолях новых кровеносных сосудов, должно привести к подавлению их роста и снижению образования метастазов.

В конечном итоге под влиянием специфических ингибиторов пролиферации клеток эндотелия произойдет регрессия опухоли и/или поддерживание ее в «дремлющем состоянии», что в клиническом плане может характеризоваться стабилизацией опухолевого процесса. Антиангиогенная терапия предполагает также профилактическое действие, направленное на предупреждение возникновения рецидивов у больных группы повышенного риска.

Основной мишенью ингибиторов ангиогенеза служат пролиферирующие эндотелиальные клетки. Поскольку для них характерна определенная стабильность генома, применение антиангиогенных препаратов не вызывает развития резистентности.

Кроме того, при антиангиогенной терапии отсутствуют симптомы побочного действия, характерные для стандартной химиотерапии (угнетение гемопоэза, реакции со стороны пищеварительного тракта и др.). Хотя неоангиогенеэ редко наблюдается в организме взрослого человека, следует с осторожностью назначать ингибиторы ангиогенеза женщинам детородного возраста, так как такие препараты обладают контрацептивным действием.

Опухоли самых различных гистологических типов должны индуцировать ангиогенез, для того чтобы выжить, и используемые для этого механизмы по большей части не зависят от типа опухоли. Таким образом, если для существующих опухолей характерны большие различия в чувствительности к традиционной противоопухолевой терапии (химио- и радиотерапии), то эффективная антиангиогенная терапия имеет широкий спектр применения в качестве общего противоопухолевого воздействия.

Она может также минимизировать или даже исключить некоторые проблемы традиционного лечения солидных опухолей, такие как низкая проницаемость опухолевой ткани для лекарственных препаратов и возникновение лекарственной резистентности.

В цепях успешной терапии целесообразно воспринимать опухоль как две различные популяции клеток — собственно опухолевых клеток и клеток эндотелия, каждая из которых способна стимулировать рост другой. В тоже время рост каждой из этих популяций клеток может быть ингибирован специфическими селективными агентами — цитотоксической химиотерапией и антиангиогенной терапией соответственно.

С этих позиций очевидно, что комбинированная терапия, направленная одновременно на обе эти клеточные популяции, может быть намного более эффективна, чем воздействие на каждую из них по отдельности.

На сегодняшний день более 40 антиангиогенных препаратов с различным механизмом действия проходят различные фазы клинических испытаний. Прямые ингибиторы ангиогенеза (ангиостатин, эндостатин) действуют непосредственно на эндотелиальные клетки и блокируют их пролиферацию, миграцию, а также активируют апоптоз.

Авастин (бевациэумаб) представпяет химерные человеческие антитела против VEGF — фактора роста эндотелия сосудов, гены которого экспрессированы при различных злокачественных опухолях. Препарат распознает все изоформы VEGF, но не связывается с другими ангиогенными факторами. А

Авастин, как ингибитор ангиогенеза применяется в моно- и полихимиотерапии (II-III фаза исследований) при колоректальном раке, раке молочной железы (РМЖ), немелкоклеточном раке легкого, при которых препарат подтвердил свою эффективность. В качестве антиангиогенных лекарственных средств изучаются также другие природные ингибиторы ангиогенеза (тромбоцитарный фактор-4, интерлейкин (ИЛ)-12, интерферон (ИФ)- , несколько антагонистов сосудистого эндотелиального фактора роста и др.).

Альтернативным механизмом антиангиогенного действия может быть индукция апоптоза в эндотелиальных клетках. Для этого предлагается комбинированное использование р53 и фрагмента молекулы внеклеточного белка тромбоспондина, заключенных в пипосомы.

Одним из механизмов ангиогенеза является активная продукция опухолевыми клетками матриксных металлопротеиназ (ММП) — семейства ферментов (их известно более 15), которые разрушают базальные мембраны, внеклеточный матрикс при формировании новых микрососудов и инвазии опухолевых клеток во внеклеточный матрикс, а также обеспечивают им проникновение в кровоток и метастазирование.

В связи с этим разрабатываются лекарственные препараты — ингибиторы ММП. В настоящее время идут клинические испытания группы ингибиторов матриксных металлопротеиназ: маримастат, приномастат, метастат неовастат (экстракт из хряща акулы), скваламин (экстракт из печени катрановой акулы) при различных видах солидных опухолей. Седативный лекарственный препарат талидомид также обладает выраженной антиангиогенной активностью.

Сейчас препарат тестируют при саркоме Капоши и других опухолях, хотя следует принимать во внимание его возможное тератогенное действие. Разрабатываются ингибиторы матриксных металлопротеиназ следующего поколения, обладающие высокой избирательностью к ММП одного типа.

Кроме того, в экспериментальных исследованиях показано, что назначение некоторых цитостатиков в хрономодулирующем режиме предотвращает пролиферацию опухолевых и эндотелиальных клеток и ингибирует ангиогенез в опухоли.

Этот факт может быть объяснен тем, что в отличие от находящихся в покое клеток эндотелия сосудов нормальных тканей, эндотелиальные клетки сосудов опухоли быстро пролиферируют и уязвимы для цитостатиков. Однако во время продолжительных интервалов между циклами традиционной химиотерапии пролиферация клеток эндотелия возобновляется, что способствует продолжению опухолевого ангиогенеза.

Напротив, длительная терапия низкими дозами цитостатиков оказывает более выраженный антиангиогенный эффект как в опухолевых, так и в эндотелиальных клетках. Вероятно, такой режим введения цитостатиков в комбинациях с селективными ингибиторами ангиогенеза будет наиболее эффективным способом подавления ангиогенеза в злокачественных опухолях.

С неоваскуляризацией связан не только рост опухоли, но и процесс метастазирования, состоящий из серии последовательных взаимозависимых этапов. Не вызывает сомнений факт корреляции количества метастазов с уровнем развития кровеносной системы опухоли. Поэтому средства, подавляющие ангиогенез, как правило, приводят к снижению и процесса метастазирования опухоли.

Антиангиогенные препараты, блокируя рост кровеносных сосудов, помимо регрессии первичных опухолей, поддерживает размеры метастазов на микроскопическом уровне. При этом уровень пролиферации клеток таких патентных метастазов достаточно высок, однако нарастания опухолевой массы не происходит, по-видимому, из-за высокой частоты апоптоза.

Еще одно интересное направление в противоопухолевой терапии связано с применением агентов, блокирующих межклеточные контакты. Целесообразность их использования обусловлена данными, что опухолевые клетки сохраняют свою функциональную активность даже тогда, когда они находятся в изолированном друг от друга состоянии.

Миграция опухолевых клеток обеспечивается их адгезивными взаимодействиями с компонентами внеклеточного матрикса посредством специфических рецепторов — интегринов и кадгеринов. Установлено, что, взаимодействуя с интегринами, белки матрикса проявляют свойства факторов выживания опухолевых клеток. Понятно, что нахождение способа торможения активного передвижения (миграции) клеток даст ключ к ингибированию инвазии и метастазирования.

Пока что выявлены лишь два ингибитора аутокринного фактора клеточной подвижности. Благодаря малой токсичности, один из них — карбоксиамидотриазол — уже применялся в клинической практике на ранних стадиях рака. При некоторых локализациях была отмечена стабилизация процесса.

Угляница К.Н., Луд Н.Г., Угляница Н.К.
Похожие статьи
показать еще