Acta Haematologica Polonica 2008, 39, Nr 3, str. 417 428
PRACA POGL
DOWA  Review Article
KAROLINA CAA
KA, EWA BALCERCZAK, ALEKSANDRA SAA
AGACKA,
MAREK MIROWSKI
Białka oporności wielolekowej w szpiczaku mnogim
Multidrug resistant proteins in multiple myeloma
Uniwersytet Medyczny, Wydział Farmaceutyczny, Zakład Biochemii Farmaceutycznej, Pracow-
nia Biologii Molekularnej i Farmakogenomiki w A
odzi
Kierownik Zakładu: Prof. dr hab. n farm. Marek Mirowski
STRESZCZENIE
Oporność wielolekowa (ang. multidrug resistance, MDR) jest jedną z najwa\
niejszych przyczyn
niepowodzeń chemioterapii przeciwnowotworowej. Podstawowym mechanizmem wywołującym
zjawisko oporności jest nadekspresja transporterów błonowych, z których większość nale\
y do
nadrodziny transporterów ABC. Jest ona jedną z najliczniejszych klas białek, występujących za-
równo u organizmów pro- jak i eukariotycznych. Nale\
ą do niej m.in. P-gp, MRP1, BCRP, któ-
rych nadekspresja w komórkach nowotworowych mo\
e być czynnikiem związanym z niesku-
tecznością chemioterapii. Ze zjawiskiem oporności wielolekowej wią\
e się równie\
białko opor-
ności raka płuc (LRP), które jest białkiem transportowym, nie nale\
ącym do nadrodziny ABC.
W pracy została omówiona struktura, funkcja i znaczenie w lekooporności szpiczaka mnogiego
białek: Pgp, MRP1, BCRP oraz LRP.
SA
OWA KLUCZOWE: Szpiczak mnogi  Oporność wielolekowa  Transportery ABC  Glikopro-
teina P
SUMMARY
Multidrug resistance (MDR) is one of major causes of the anti-cancer treatment failure. The prin-
cipal mechanism causing MDR is high expression of membrane transporters, which in majority
belong to ATP-binding cassette transporter family (ABC). These transporters superfamily is one
of the largest classes of proteins found in pro- and eucariotic organisms. The ABC superfamily
includes among others P-gp, MRP1, BCRP, which are highly expressed in neoplastic cells, and
may be associated with anti-cancer treatment inefficacy. The lung resistance protein (LRP),
which is non-ABC protein transporter, is also connected with multidrug resistance. In this paper
we review available data on the Pgp, MRP1, BCRP and LRP structure, function and role in drug
resistance in multiple myeloma.
KEY WORDS: Multiple myelana  Multidrug resistance  ABC transporters  glycoprotein P
Szpiczak mnogi
Szpiczak mnogi (ang. multiple myeloma, MM) jest chorobą nowotworową, w któ-
rej komórki plazmatyczne w szpiku kostnym ulegają rozrostowi monoklonalnemu (1,
2). Schorzenie to jest drugim pod względem częstości występowania hematologicznym
K. CAA
KA i wsp.
418
nowotworem złośliwym. W całej Europie wskaz
nik zapadalności na szpiczaka mno-
giego wynosi 5,72/100 tys., w tym w Polsce około 4/100 tys. mieszkańców. Nie znana
jest etiopatogeneza MM. Jedna z hipotez zakłada, \
e patologiczny rozrost plazmocy-
tów inicjowany mo\
e być przez zmiany genetyczne. Udowodniono, \
e karcynogeny
środowiskowe, np. długotrwała ekspozycja na pestycydy, mogą równie\
odgrywać rolę
w etiologii tej choroby. Mimo postępu w terapii szpiczak mnogi pozostaje nadal cho-
robą nieuleczalną. Odsetek 5-letnich prze\
yć chorych leczonych konwencjonalną che-
mioterapią wynosi 29% i nie zmienia się istotnie od 40 lat. Śmiertelność w przypadku
chorych na MM jest znaczna. W krajach Unii Europejskiej w 1999 r. na szpiczaka
mnogiego zmarło 15200 osób, co stanowi ok. 2% wszystkich zgonów spowodowanych
nowotworami, natomiast w Polsce w 2000 r. zmarło 875 chorych [3]. Najwa\
niejsze
niekorzystne czynniki rokownicze wg Barlogiego to: wiek chorych >60 lat, stę\
enie
beta2 mikroglobuliny >3 mg/dL, stę\
enie albuminy <3,5 g/dL, liczba płytek krwi <13
000/mm3, aktywność LDH w surowicy >190U/L oraz postać IgA szpiczaka mnogiego.
Jak wykazano, złe rokowanie związane jest równie\
z opornością na zastosowaną
chemioterapię (1). Główną rolę w terapii szpiczaka mnogiego odgrywa chemioterapia,
w tym u pacjentów młodszych (zwykle poni\
ej 65 r.\
.) po leczeniu indukującym sto-
suje się standardowo chemioterapię wysokodozowaną polączona z autologicznym
przeszczepieniem komórek macierzystych. Schematy chemioterapii w szpiczaku mno-
gim zwykle oparte są na ró\
nych połączeniach glikokortykosteroidów, leków alkilują-
cych i pochodnych antybiotyków antracyklinowych, w których ostatnio coraz szerzej
stosuje się równie\
leki immunomodulujące (talidomid, lenalidomid) oraz inhibitory
proteasomu (bortezomib). Do jednych z częściej stosowanych kombinacji wieloleko-
wych nale\
y schemat VAD winkrystyna/doksorubicyna(adriamycyna)/deksametazon
(VAD). Schemat ten pozwala na uzyskanie remisji u wielu pacjentów, jednak obarczo-
ny jest znaczną toksycznością (1, 2).
Oporność wielolekowa
Oporność wielolekowa (ang. multidrug resistance, MDR) oznacza zmniejszoną
wra\
liwość na szereg strukturalnie i funkcjonalnie odmiennych leków, po ekspozycji
komórek nowotworowych na jeden lek cytostatyczny. MDR jest jedną z najpowa\
niej-
szych przyczyn niepowodzeń zastosowanej chemioterapii. Podstawowym mechani-
zmem wywołującym zjawisko oporności jest nadekspresja transporterów błonowych,
czego efektem jest nadmierne usuwanie leku z wnętrza komórki. Do powstania opor-
ności wielolekowej mo\
e prowadzić tak\
e:
" utrudnienie wewnątrzkomórkowego transportu leku
" zmiana ilości receptorów oraz ich powinowactwa
" indukcja lub inaktywacja enzymów
" zakłócenia lub zablokowanie procesu apoptozy
" zmiany zaburzające cykl komórkowy
" zmiany w mechanizmach naprawczych DNA (4 8).
 Białka oporności wielolekowej w szpiczaku mnogim
419
Transportery błonowe  nadrodzina białek ABC
Nadrodzina transporterów ABC jest ABCA5
ABCA6
jedną z najliczniejszych klas białek, wy-
ABCA7
stępujących zarówno u organizmów pro-
ABCA8
jak i eukariotycznych. Dotąd do nadro-
ABCA9
dziny ABC zaklasyfikowano 49 białek,
ABCA10
które podzielono na 7 podrodzin (Tabela
ABCA11
1) (4, 9, 10). Białka te zawierają charak-
ABCA12
terystyczne elementy strukturalne tj. re-
ABCB ABCB1 MDR1, PGP
gion przezbłonowy (ang. transmembrane
ABCB2 TAP1
domain, TMD)  prawdopodobnie bez-
ABCB3 TAP2
pośrednio zaanga\
owany w przenikanie
ABCB4 PGP3, MDR3
substratu przez błonę lipidową  oraz
ABCB5
domenę wią\
ącą ATP (ang. nucleotide ABCB6 MTABC3
ABCB7 ABC7
binding domain, NBD)  odpowiedzialną
ABCB8 MABC1
za wiązanie i hydrolizę ATP. W skład
ABCB9
NBD wchodzi motyw Walkera A i B
ABCB10 MTABC2
oraz region podpisu, czyli motyw C, a
ABCB11 SPGP, BSEP
sekwencja tej domeny jest podstawą kla-
ABCC ABCC1 MRP1
syfikacji białek ABC. Wśród nadrodziny
ABCC2 MRP2, c MOAT
białek ABC opisano półtransportery
ABCC3 MRP3, c MOAT-2
(hemitransportery)  zawierające jedną
ABCC4 MRP4, MOAT-B
domenę TMD i jedną domenę NBD (np.
ABCC5 MRP5, MOAT-C
białko BCRP, Rycina 1)  oraz pełne
ABCC6 MRP6
transportery  składające się z dwóch
ABCC7 CFTR
domen TMD i dwóch domen NBD (np.
ABCC8 SUR
glikoproteina P, Ryc. 2). Znane są tak\
e ABCC9 SUR2
ABCC10 MRP7
transportery rozbudowane, które mogą
ABCC11 MRP8
posiadać dodatkową domenę przez-
ABCC12 MRP9
błonową (np. MRP1) (9 12).
ABCD ABCD1 ALD
ABCD2 ALD1, ALDR
ABCD3 PMP70, PXMP1
Tabela 1. Charakterystyka nadrodzin białek trans-
ABCD4 PMP69, P70R
portowych ABC
ABCE ABCE1 OABP
Table 1. Characteristics of ABC transporter pro-
teins superfamilies ABCF ABCF1 ABC50
ABCF2
Pod-
ABCF3
Symbol Nazwa genu /białka
rodzina
ABCG ABCG1 ABC8, Human white
ABCA ABCA1 ABC1 ABCG2 ABCP, MXR, BCRP
ABCA2 ABC2 ABCG4 White2
ABCA3 ABC3, ABCC ABCG5 Sterolin1
ABCA4 ABCR ABCG8 Sterolin2
K. CAA
KA i wsp.
420
Ryc. 1. Struktura hemitransportera (półtransportera) z nadrodziny transporterów ABC
Fig. 1. Structure of a hemitransporter from ABC transporters superfamily
Ryc. 2. Struktura pełnego transportera z nadrodziny transporterów ABC
Fig. 2. Structure of a full transporter from ABC transporters superfamily
Transportery ABC pełnią funkcje związane z przenoszeniem ró\
nych substancji
hydrofobowych przez błony zewnątrz i wewnątrzkomórkowe. U Prokaryota transpor-
tery ABC są w głównej mierze zaanga\
owane w pobieranie ze środowiska zewnętrz-
nego niezbędnych dla \
ycia związków, które nie mogą być uzyskane poprzez dyfuzję
(np. węglowodanów, witamin, jonów metali). W komórkach Eukaryota większość
pomp ABC przemieszcza szereg ksenobiotyków z cytoplazmy poza komórkę lub do
wewnątrzkomórkowych kompartmentów. Do tego typu transporterów nale\
ą m.in.
P-gp oraz MRP. Część transporterów ABC funkcjonuje jako kanały jonowe lub regu-
latory kanałów np.: białko mukowiscydozy (CFTR), nabłonkowy regulator przenikania
chlorków (EBCR). Natomiast funkcje niektórych transporterów ABC nadal oczekują
na wyjaśnienie (9, 11).
 Białka oporności wielolekowej w szpiczaku mnogim
421
Glikoproteina P  struktura, lokalizacja oraz mechanizm działania
Glikoproteina P (P-gp, ABCB1) jest pierwszym zidentyfikowanym i scharaktery-
zowanym transporterem ABC u człowieka. Nale\
y do podrodziny B nadrodziny trans-
porterów ABC. Jest ATP-zale\
ną pompą błonową o masie 170 000 daltonów (170 kD),
zbudowaną z 1280 aminokwasów, kodowaną przez gen MDR1 (4, 10). W swej struktu-
rze posiada dwie domeny transbłonowe (TMD), z których ka\
da składa się z sześciu
segmentów, oraz dwie domeny wią\
ące ATP (NBD), ulokowane w pętlach znajdują-
cych się po cytoplazmatycznej stronie błony. W NBD występują tak\
e specyficzne dla
nadrodziny ABC sekwencje:  region podpisu , motyw Walkera A i motyw Walkera B.
Natomiast w obrębie TMD zlokalizowane są co najmniej dwa miejsca odpowiedzialne
za wiązanie przenoszonych substancji (9 12).
W komórce P-gp występuje w błonach plazmatycznych komórek, rzadziej w bło-
nach struktur wewnątrzkomórkowych. P-gp opisano po raz pierwszy w 1976 roku
w komórkach nowotworowych (13). Póz
niej stwierdzono, \
e występuje ona tak\
e
w komórkach prawidłowych. Wysokie stę\
enie P-gp stwierdzono na powierzchni ko-
mórek pełniących funkcje wydzielnicze (m.in. kanalików \
ółciowych, nabłonka prok-
symalnych cewek nerkowych, jelita cienkiego i okrę\
nicy). Ni\
szą jej zawartość wy-
kazują komórki śródbłonka naczyń włosowatych mózgu, jąder, jajników, nabłonka
pęcherza moczowego oraz komórki układu limfatycznego. Uwa\
a się, \
e P-gp bierze
udział w sekrecji i eliminacji z ustroju metabolitów, toksyn i leków. Wskazuje na to
wysoki poziom ekspresji P-gp w komórkach gruczołów wydzielania wewnętrznego.
Tabela 2. Substraty glikoproteiny P
Table 2. Glycoprotein P substrates
Grupy leków Nazwa leku
Leki stosowane w chorobie
nowotworowej
miotomycyna C, doksorubicyna, daunorubicyna, mitamincyna,
" Antybiotyki cytostatyczne
idarubicyna
winblastyna, winkrystyna
" Alkaloidy ró\
anecznika
paklitaksel
" Taksoidy
Leki immunosupresyjne
kortyzol, deksametazon, kortykosteron, hydrokortyzon
" Glikokortykosteroidy
cyklosporyna
" Peptydy
Leki stosowane w chorobach
inwazyjnych i zaka\
eniach
emetyna
" Alkaloidy wymiotnicy
vitonawir, indinawir, nelfinawir
" Inhibitory proteazy
Leki nasercowe
digoksyna, digitoksyna, metylodigoksyna, acetylodigoksyna,
" Glikozydy nasercowe
chinidyna
" Alkaloidy (działające
p/arytmicznie)
Leki p/histaminowe
terfenadyna
" Leki blokujące receptory H1
K. CAA
KA i wsp.
422
Natomiast przez udział w tworzeniu barier przepuszczalności krew-mózg, krew-mocz
oraz obecność w ło\
ysku odgrywa istotna rolę ochronną, utrudniając przechodzenie z
krwi do tkanek ww. substancji. P-gp prawdopodobnie odgrywa równie\
istotną rolę w
regulacji odpowiedzi immunologicznej. Sugeruje się, \
e P-gp obecna w limfocytach
CD8+ i komórkach NK mo\
e mieć znaczenie dla ich aktywności cytotoksycznej. Wy-
kazano, \
e P-gp w limfocytach T pośredniczy w przezbłonowym transporcie cytokin
(m.in. IL-2, IL-4, IFN-ł) (4, 9 11). Glikoproteina P posiada szerokie spektrum substra-
towe, ukierunkowane na substancje hydrofobowe i wnikające do komórki na drodze
biernej dyfuzji. Do substratów P-gp nale\
ą leki stosowane w leczeniu wielu chorób, w
tym leki przeciwnowotworowe (Tabela 2).
Sposób przemieszczania substratów przez P-gp nie został dotychczas w pełni wyja-
śniony. Udowodniono, \
e zjawisko to wymaga współdziałania obu TMD oraz równo-
czesnej hydrolizy ATP. Miejsce, do którego wią\
e się ATP, znajduje się na domenach
NBD. Istnieje kilka hipotez dotyczących działania P-gp: model tzw.  odkurzacza mo-
lekularnego , flipaza, klasyczna pompa jonowa, poprzez aktywację kanału chlorkowe-
go i podwy\
szenie pH. Wśród nich najbardziej prawdopodobny wydaję się model  od-
kurzacza molekularnego , który zaklada, \
e P-gp usuwa poza obręb komórki cząstecz-
ki substratów znajdujące się pomiędzy warstwami lipidowymi wewnętrzną i ze-
wnętrzną. Energia potrzebna do tego procesu pochodzi z hydrolizy dwóch czasteczek
ATP (9 12).
Głównym mechanizmem lekooporności, za który odpowiada P-gp, jest aktywny
transport leków przeciwnowotworowych na zewnątrz komórek zmienionych nowotwo-
rowo, który uniemo\
liwia osiągnięcie stę\
enia terapeutycznego leku.
Istnieją tak\
e dowody na antyapoptotyczne działanie P-gp, co dodatkowo przyczy-
nia się do oporności na leczenie komórek z nadekspresja P-gp. Glikoproteina ta chroni
komórki przed apoptozą poprzez zmniejszenie ilości sfingomieliny, a co za tym idzie
spadek produkcji ceramidów. Ceramidy, które powstają ze sfingomieliny po indukcji
komórek m.in. chemioterapeutykami (np. daunorubicyną, ligandami receptora Fas),
odpowiadają za aktywacje apoptozy. Potwierdza to fakt, \
e komórki z ekspresją P-gp
wykazują oporność krzy\
ową na ligandy receptora Fas, nie będące substratami dla P-
gp (14, 15).
P-gp a oporność wielolekowa
Nadekspresja P-gp w komórkach nowotworowych jest przyczyną nieskuteczności
chemioterapii. Oporność wielolekową, za którą odpowiada P-gp, podzielić mo\
na na
pierwotną i wtórną. Za pierwotnie oporne uwa\
a się nowotwory wywodzące się z tka-
nek o fizjologicznie wysokiej ekspresji P-gp (m.in. wątroby, nerek, trzustki, jelit,
i kory nadnerczy). Wtórną opornością charakteryzują się natomiast nowotwory wywo-
dzące się z tkanek, posiadających niskie stę\
enia P-gp, a w których podczas chemiote-
rapii obserwuje się stymulację ekspresji tej glikoproteiny, utrzymującą się równie\
po
jej zakończeniu. Wytworzenie wtórnej lekooporności mo\
e wynikać ze zjawiska klo-
nalnej selekcji  ekspozycja na transportowany przez P-gp lek przeciwnowotworowy
 Białka oporności wielolekowej w szpiczaku mnogim
423
prowadzi do selekcji komórek o wy\
szej ekspresji P-gp kosztem bardziej wra\
liwych
subpopulacji (8).
Istnieją tak\
e inne mechanizmy odpowiedzialne za wzrost stę\
enia P-gp w komór-
kach nowotworowych. Na poziomie molekularnym za wzrost stę\
enia P-gp odpowiada
zwiększona ekspresja genu MDR1, kodującego P-gp. Za wzrost ekspresji genu MDR1
odpowiada m.in. translokacja czynnika transkrypcyjnego YB-1 (Y-box-1) do jądra
komórkowego, rearan\
acja promotora MDR1 oraz hipometylacja miejsc CpG w obrę-
bie promotora MDR1 (16 19). Szczególne zainteresowanie budzi czynnościowy poli-
morfizm genu MDR1. Dotychczas zidentyfikowano ponad 50 mutacji punktowych
(ang. single nucleotide polymorphism, SNP) genu MDR1. Pierwszą opisaną przez
Mickley i wsp. (20) SNP genu MDR1 był polimorfizm G2677A/T, który prowadzi do
zmiany sekwencji aminokwasowej z alaniny na serynę lub treoninę. W 2000 roku
Hoffmeyer i wsp. (21) opisali  cichy polimorfizm w eksonie 26 w pozycji 3435, za-
obserwowali oni tak\
e czynnościowy efekt substytucji cytozyny na tyminę w miejscu
polimorficznym. W badaniu immunohistochemicznym stwierdzono, \
e osoby z geno-
typem 3435CC miały dwukrotnie wy\
szą ekspresję P-gp w nabłonku dwunastnicy w
porównaniu z alternatywnymi homozygotami 3435TT. Ponadto, biodostępność digok-
syny, substratu P-gp, była ni\
sza u homozygot 3435CC, co wskazuje na wy\
szą ak-
tywność transportową P-gp skojarzoną z tym genotypem. U heterozygot 3435CT wy-
stępowały pośrednie w stosunku do obu homozygot wartości ekspresji i aktywności P-
gp (21). Wpływ  cichego polimorfizmu C3435T na aktywność P-gp mo\
e być tłuma-
czona istnieniem niezrównowa\
onego sprzę\
enia między tym polimorfizmem z innym
 cichym polimorfizmem C1236T oraz polimorfizmem zmiany sensu G2677T/A. Pra-
dopodobnie te trzy polimorfizmy są współdziedziczone w ramach jednego haplotypu.
Zmutowany w pozycji 3435 gen MDR1 mo\
e tak\
e odpowiadać za zmienioną ekspre-
sję P-gp poprzez wpływ na stabilność mRNA. Kimchi-Sarfaty i wsp. postulują, \
e
cichy polimorfizm 3435 chocia\
nie powoduje zmiany aminokwasowej w kodowanym
białku, to skutkuje zmianą kodonów, co mo\
e wpływać na proces składania mRNA
i folding białka, a przez to na aktywności P-gp (22).
Istotną rolę w procesie regulacji ekspresji genu MDR1 odgrywa gen P53. Jego
forma niezmutowana odpowiedzialna jest za supresję nowotworu i hamowanie ekspre-
sji MDR1. Mutacje genu P53 powodują natomiast indukuję ekspresji MDR1, co pro-
wadzi do wzrostu lekooporności komórek (23, 24). Hamowanie ekspresji genu MDR1
przez niezmutowany gen P53, mo\
e odbywać się nie tylko na poziomie transkrypcji.
Zhan i wsp. donoszą, \
e niezmutowany gen P53, hamuję ekspresję kinazy proteinowej
C, która odpowiada za fosforylację P-gp (potrzebna do jej aktywności), przez co obni-
\
a aktywność P-gp (25).
Szpiczak mnogi jest przykładem nowotworu charakteryzującego się wtórną leko-
opornością. Nie odnotowano nadekspresji P-gp w komórkach szpiczaka mnogiego nie
eksponowanych na chemioterapię. Jednak ekspresja P-gp wzrasta u pacjentów podda-
nych leczeniu winkrystyną, doksorubicyną i deksametazomem. Marie i wsp. stwier-
dzili, \
e przed rozpoczęciem leczenia u 6% chorych wystapiła ekspresja P-gp, nato-
miast po zastosowaniu chemioterapii schematem VAD a\
85% chorych opornych na
K. CAA
KA i wsp.
424
leczenie ujawniło ekspresję P-gp (26). Prawdopodobieństwo ekspresji P-gp koreluje ze
skumulowaną dawką doksorubicyny i winkrystyny jaką otrzymują pacjenci. Grogan
i wsp. wykazali, \
e podawanie chorym na szpiczaka mnogiego, kombinacji wysokich
dawek winkrystyny (20 mg) i doksorubicyny (340 mg) spowodowało wzrost ekspresji
P-gp. Potwierdzili równie\
, \
e zastosowanie chemouczulaczy P-gp (werapamil, cyklo-
sporyna) wraz z terapią VAD powoduje lepszą odpowiedz
na leczenie chorych na szpi-
czaka mnogiego (27). W przeciwieństwie do leków wchodzących w skład schematu
VAD melfalan, lek stosowany tak\
e w leczeniu MM, nie jest substratem P-gp. U pa-
cjentów leczonych melfalanem nie zaobserwowano wzrostu ekspresji P-gp (28).
Jedynie nieliczne prace opisują polimorfizmy genu MDR1 w szpiczaku mnogim.
Istnieją doniesienia o roli haplotypów tego genu w genetycznych predyspozycjach
zachorowań na szpiczaka mnogiego. U pacjentów z rozpoznanym MM częściej wystę-
puje haplotyp zawierające allele zmutowane 1236T  2677T  3435T, natomiast
u osób zdrowych częściej stwierdzano haplotyp 1236C  2677T/A  3435T (29). Buda
i wsp. zaobserwowali wpływ polimorfizmu C3435T na prze\
ycie pacjentów ze szpi-
czakiem mnogim: chorzy z co najmniej jednym allelem T mieli dłu\
szy całkowity czas
prze\
ycia w porównaniu z chorymi posiadającymi genotyp CC (30).
Inne białka z nadrodziny ABC
Poza glikoproteiną P ze zjawiskiem oporności wielolekowej wiązane są równie\

inne białka nale\
ące do nadrodziny ABC, jak np. białko oporności wielolekowej
MRP1 (ABCC1) czy białko oporności raka piersi BCRP (ABCG2).
MRP1 nale\
y do podrodziny MRP, drugiej co do liczności podrodziny w obrębie
transporterów ABC u człowieka. MRP1 jest białkiem o masie 190 kDa zbudowany
z 1531 aminokwasów o charakterystycznej asymetrycznej budowie, wynikającej
z obecności dodatkowej domeny przezbłonowej. MRP1 transportuje szeroką gamę
substratów, głównie związki organiczne, chemicznie obojętne i obdarzone ładunkiem
ujemnym, w tym substancje sprzę\
one z glutationem, glukuronianem lub siarczanem.
Białko to jest przyczyną oporność na metotreksat oraz arsenin. MRP1 występuje
w błonach plazmatycznych i w błonach struktur wewnątrzkomórkowych komórek
budujących wiele narządów (mięśnie, płuca, śledziona, pęcherz moczowy, pęcherzyk
\
ółciowy, kora nadnerczy). Fizjologiczną funkcją tego białka jest transport leukotrie-
nów. Komórki oporne wielolekowo charakteryzują się często nadekspresją MRP1
(4, 10).
BCRP nale\
y do podrodziny G transporterów ABC. Jest półtransporterem o masie
72,6 kDa. Do leków będących substratami BCRP nale\
ą: mitoksantron, doksorubicyna,
daunorubicyna, etopozyd, epirubicyna, metotreksat. BCRP występuje w wielu prawi-
dłowych tkankach (w komórkach ło\
yska, mózgu, kanalików \
ółciowych, jelit), gdzie
pełni wa\
ną funkcję ochrony organizmu przed działaniem toksycznych substancji.
Nadekspresja BCRP wią\
e się ze słabą skutecznością chemioterapii ró\
nych nowotwo-
rów m.in.: ostrych białaczek mielo- i limfoblastycznych oraz nowotworów litych 
raka płuc i piersi (4, 10).
 Białka oporności wielolekowej w szpiczaku mnogim
425
Białka nie nale\
ące do nadrodziny ABC
Ze zjawiskiem oporności wielolekowej wią\
e się równie\
białko oporności raka
płuc (LRP), które jest białkiem transportowym, ale nie nale\
y do nadrodziny ABC.
LRP jest tzw. białkiem MVP (większym białkiem krypt), o masie 110 kDa, zlokalizo-
wanym w obrębie błony jądrowej, gdzie przypuszczalnie pełni rolę usuwania cytosta-
tyków z jadra do cytozolu. Ekspresja LRP zachodzi w wielu zdrowych tkankach, m.in.
nabłonku oskrzeli, przewodu pokarmowego, bli\
szych odcinkach kanalików nerko-
wych, keratynocytach, korze nadnerczy. Ekspresję LRP wykazano te\
w ró\
nych ty-
pach nowotworów, co powodowało ich słabą odpowiedz
na zastosowaną chemiotera-
pię. Białko to powoduje oporność na takie cytostatyki jak: melfelan, cisplatyna, karbo-
platyna, winkrystyna, doksorubicyna, daunorubicyna, prednizon (31, 32).
Znaczenie innych białek transportowych w budowaniu lekooporności
Mimo \
e najlepiej poznanym mechanizmem powstawania lekooporności w szpi-
czaku mnogim jest usuwanie leków z komórek przez P-gp, równie\
inne białka trans-
portowe mogą być związane z tym zjawiskiem.
Białko MRP1, podobnie jak P-gp, jest transporterem antracyklin i alkaloidów Vin-
ca, które są wykorzystywane w leczeniu szpiczaka mnogiego, mimo to rola MRP1 jako
czynnika warunkującego lekooporność szpiczaka mnogiego jest ciągle dyskutowana.
Brak jest danych opisujących pomiar czynności MRP. Takie badania wydają się istotne
w kontekście oceny wpływu MRP1 na powstawanie lekooporności komórek. Z drugiej
strony dostępne są dane na temat badań ekspresji tego białka u chorych na szpiczaka
mnogiego. Nie wykazały one jednak nadekspresji MRP1 (28), a nawet jej obni\
enie
(33). Mohammad i wsp. porównali poziom ekspresji MRP1 w komórkach pobranych
ze szpiku kostnego chorych na szpiczaka mnogiego z poziomem ekspresji tego białka
w zdrowych komórkach krwi  w obu przypadkach był on taki sam (34). Natomiast
często obserwuje się koekspresje MRP i P-gp, co mo\
e potęgować oporność na lecze-
nie szpiczaka mnogiego. Schwarzenbach i wsp. badając ekspresję P-gp, MRP1 i LRP u
chorych na szpiczaka mnogiego stwierdzili, \
e na 96 zbadanych przypadków w 46%
obecna była ekspresja P-gp (odnotowano wzrost ekspresji P-gp w komórkach po le-
czeniu doksorubicyną i/lub winkrystyną), na 88 zbadanych przypadków w 20,5% od-
notowano ekspresję MRP1, a na 72 przypadki ekspresję LRP stwierdzono u 12,5%.
Ekspresja białka MRP nie zmieniła się zarówno przed, jak i po chemioterapii (35).
LRP mo\
e odpowiadać za wytworzenie się oporności szpiczaka mnogiego na le-
czenie melfalanem, substratem dla tego transportera. Filipits i wsp. (32) porównali
ekspresje LRP w komórkach plazmatycznych szpiku kostnego z parametrami klinicz-
nymi oraz odpowiedzią na leczenie i prze\
yciem wcześniej nie leczonych chorych na
szpiczaka mnogiego. Ekspresję LRP stwierdzono w 61% przebadanych przypadków.
Ekspresja tego białka była częstsza u chorych ze stwierdzoną delecją p53. Nie stwier-
dzono korelacji pomiędzy ekspresją LRP a parametrami klinicznymi, m.in. płcią, wie-
kiem, poziomami �-2-mikroglobuliny, LDH, białka C-reaktywnego. 87% chorych bez
K. CAA
KA i wsp.
426
ekspresji LRP i tylko 54% z ekspresją tego białka odpowiedziało na leczenie. Chorzy
z ekspresja LRP charakteryzowali się równie\
krótszym całkowitym czasem prze\
ycia.
Badania te mogą wskazywać, \
e ekspresja LRP prawdopodobnie odpowiada za leko-
oporność szpiczaka mnogiego i mo\
e stać się niekorzystnym czynnikiem prognostycz-
nym w tej chorobie (32). Podobne wyniki badań przedstawili Raajmakers i wsp., (36)
którzy stwierdzili wysoką ekspresję LRP (47%) w próbach szpiku kostnego pobranych
od chorych na szpiczaka mnogiego. Nie wykazali korelacji pomiędzy ekspresją LRP
a klinicznymi parametrami: wiekiem, poziomem �-2-mikroglobuliny. Tak\
e chorzy
leczeni schematem MP, u których stwierdzono ekspresję LRP, byli oporni na leczenie
i mieli krótszy czas prze\
ycia. Ponadto stwierdzono, \
e zintensyfikowanie dawki mel-
falanu pomaga znieść oporność na ten wynikającą z obecności ekspresji LRP (36).
Istnieją nieliczne prace opisujące znaczenie ekspresji BCRP w lekooporności szpi-
czaka mnogiego. Badania opublikowane przez Turnera i wsp. potwierdzają ekspresję
BCRP w plazmatycznych komórkach izolowanych ze szpiku kostnego chorych na
szpiczaka mnogiego, a tak\
e, \
e ekspresja ta wzrasta po leczeniu topotekanem i dokso-
rubicyną. Badacze ci sugerują, \
e ekspresja BCRP mo\
e mieć znaczenie w lekoopor-
ności szpiczaka mnogiego, jednak potrzebne są dalsze badania, by potwierdzić tę tezę
(37).
PODSUMOWANIE
Nadekspresja P-gp w komórkach nowotworowych jest przyczyną nieskuteczności
terapii chorych na szpiczaka mnogiego leczonych schematem VAD. Zjawisko oporno-
ści na leczenie szpiczaka mnogiego mo\
e być związane z podwy\
szoną ekspresją tak\
e
innych transporterów białkowych nale\
ących do nadrodziny ABC (MRP1, BCRP), jak
równie\
nie nale\
ącego do tej nadrodziny białka LRP. Poszukiwanie związku miedzy
ekspresją omawianych transporterów białkowych a metabolizmem leków mo\
e mieć
znaczenie przy wyborze skutecznej terapii szpiczaka mnogiego.
Praca przygotowana w ramach projektów badawczych Ministerstwa Nauki
i Szkolnictwa Wy\
szego (N405340533 i 2P05B14528) oraz funduszy statutowych
UM w A
odzi 503-3015-2
PIŚMIENNICTWO
1. Skotnicki A B, Wolska-Smoleń T, Juszczyn A. Szpiczak mnogi - nowe perspektywy terapeutyczne.
Przegląd lekarski 1999; 56: 67-72.
2. Durie B.G.M. Concise Review of the Disease and Treatment Options, International Myeloma
Foundation, 2003 Polish Edition (tłum. Jurczyszyn A.)
[http://www.myeloma.org/pdfs/Polish_CR2003.pdf].
3. Krzemieniecki K. Bortezomib  w świetle Nagrody Nobla 2004. Nowe perspektywy leczenia szpi-
czaka mnogiego. Współ. Onkol. 2005; 9: 54 60.
4. Jakoniuk D. Rola transportu błonowego w zjawisku oporności wielolekowej. Post. Biol. Kom.
2004; 31: 703-715.
 Białka oporności wielolekowej w szpiczaku mnogim
427
5. Szenajch J., Cieślak A. Molekularne mechanizmy chemooporności w raku nerki. Współ. Onkol.
2005; 9: 123-128.
6. Liscovitch M, Lavie Y. Cancer multidrug resistance: A review of recent drug discovery research.
IDrugs 2002; 5: 1369-7056.
7. Sonneveld P. Multidrug resistance in haematological malignancies. J. Int. Med. 2000; 247: 521-
534.
8. Lenart K, Szyda A, Kiełbasiński M, Duś D, Podolak-Dawidziak M. Kliniczne skutki oporności
wielolekowej w nowotworach. Onkologia w Praktyce Klinicznej 2005; 1: 18 26.
9. Bartosz G. Transportery ABC w komórkach człowieka. Post. Biochem. 1998; 44: 136-150.
10. Jamroziak K, Młynarski W, Robak T. Znaczenie białek transportowych nadrodziny ABC w opor-
ności na leczenie ostrej białaczki szpikowej. Acta Haematol. Pol. 2001; 32: 131-141.
11. Panczyk M, Sałagacka A, Mirowski M. Gen MDR1(ABCB1) kodujący glikoproteinę P (P-gp) z
rodziny transporterów błonowych ABC: znaczenie dla terapii i rozwoju nowotworu. Post. Biochem. 2007;
53: 361-373.
12. Michalak K, Hendrich AB. Rola lipidów błony komórkowej w zjawisku oporności wielolekowej i
jego modulacji. Post. Biochem. 2002; 48: 208-218.
13. Juliano RL, Ling V. A surface glycoprotein modulating drug permeability in Chinese hamster
ovary cell mutants. Biochim Biophys Acta 1976; 455: 152-162.
14. Liu YY, Han TY, Giuliano AE, Cabot MC. Ceramide glycosylation potentiates cellular multidrug
resistance. FASEB J. 2001; 15: 719-730.
15. Watts GS, Futscher BW, Isett R, Gleason-Guzman M, Kunkel MW, Salmon SE. cDNA microar-
ray analysis of multidrug resistance: doxorubicin selection produces multiple defects in apoptosis signal-
ing pathways. J Pharmacol Exp Ther. 2001; 299: 434-41.
16. van den Heuvel-Eibrink MM, Wiemer EA, de Boevere MJ, et al. MDR1 gene-related clonal selec-
tion and P-glycoprotein function and expression in relapsed or refractory acute myeloid leukemia. Blood
2001; 97: 3605-3611.
17. Nakayama M, Wada M, Harada T, et al. Hypomethylation status of CpG sites at the promoter re-
gion and overexpression of the human MDR1 gene in acute myeloid leukemias. Blood 1998; 92: 4296-
4307.
18. Geick A, Eichelbaum M, Burk O. Nuclear receptor response elements mediate induction of intes-
tinal MDR1 by rifampin. J Biol Chem 2001; 276: 14581-14587.
19. Mahadevan D, List AF. Targeting the multidrug resistance-1 transporter in AML: molecular regu-
lation and therapeutic strategies. Blood 2004; 104: 1940-1951.
20. Mickley LA, Lee JS, Weng Z, et al. Genetic polymorfizm in MDR1: a tool for examining allelic
expresion in normal cells, unselected and drug-selected cell lines, and human tumors. Blood 1998; 91:
1749-1756.
21. Hoffmeyer S, Burk O, von Richter O, et al. Functional polymorphisms of the human multidrug-
resistance gene:multiple sequence variations and correlation of one allele with P-glycoprotein expression
and activity in vivo. Proc Natl Acad Sci 2000; 97: 3473-3478.
22. Kimchi-Sarfaty C, Oh JM, Kim IW, et al. A  silent polymorphism in the MDR1 gene changes
substrate specificity. Science 2007; 315: 525-528.
23. Bush JA, Gang Li Cancer Chemoresistance: the relationship between P53 and multi drug trans-
porters. Int J Cancer 2002; 98: 323 330.
24. Johnson RA, Shepard EM, Scotto K. W Differential Regulation of MDR1 transcription by the p53
Family Members. J Biol Chem. 2005; 280: 13213 13219.
25. Zhan M, Yu D, Liu J, Hannay J, Pollock RE. Transcriptional repression of protein kinase C alfa
via Sp1 by wild type p53 is involved in inhibition of multidrug resistance 1 P-glycoprotein phosphoryla-
tion. J Biol Chem. 2005; 280: 4825 4833.
26. Marie JP, Zhou DC, Gurbuxani S, Legrand O, Zittoun R. MDR1/P-glycoprotein in haematologi-
cal neoplasms. Eur J Cancer 1996; 32:1034-8.
K. CAA
KA i wsp.
428
27. Grogan TM, Spier CM, Salmon SE, et al. P-Glycoprotein expression in human plasma cell mye-
loma: correlation with prior chemotherapy. Blood 1993; 81: 490-495.
28. Yang HH, Ma MH, Vescio RA, James R. Overcoming drug resistance in multiple myeloma: The
emergence of therapeutic approaches to induce apoptosis. J. Clin. Oncol. 2003; 21: 4239-4247.
29. Jamroziak K, Balcerczak E, Całka K. ABCB1 (MDR1) gene haplotypes and susceptibility to mul-
tiple myeloma. 10th European Hematology Congress 2005.
30. Buda G, Maggini V, Galimberti S, et al. MDR1 polymorphism influences the outcome of multiple
myeloma patients. British Journal of Haematology 2007; 137: 454 456.
31. Jamroziak K, Balcerczak E, Robak T. Znaczenie białka związanego z opornością w płucach
(LRP) w nowotworach układu krwiotwórczego. Acta Haematol. Pol. 2002; 33: 41-51.
32. Filipits M, Drach J, Pohl G, et al. Expression of the Lung Resistance Protein Predicts Poor Out-
come in Patients with Multiple Myeloma. Clin. Cancer Res. 1999; 5: 2426 2430.
33. Nooter K, Burger H, Stoter G. Multidrug resistance-associated protein (MRP) in haematological
malignancies. Leuk. Lymph. 1996; 20: 381-387.
34. Mohammad R, Abbaszadegan MR, Futscher BW, Klimecki TW, List A, Dalton WS. Analysis of
multidrug resistance-associated protein (MRP) messenger RNA in normal and malignant hematopoietic
cells. Cancer Res. 1994; 54: 4676-4679.
35. Schwarzenbach H. Expression of MDR1/P-glycoprotein, the multidrug resistance protein MRP,
and the lung-resistance protein LRP in multiple myeloma. Med. Oncol. 2002; 19: 87-104.
36. Raaijmakers HGP, Izquierdo MAI, Lokhorst HM, et al. Lung-resistance related protein expres-
sion is a negative predictive factor for response to conventional low but not to intensified dose alkylating
chemotherapy in multiple myeloma. Blood 1998; 91: 1029-1036.
37. Turner JG, Gump JL, Zhang C, et al. ABCG2 expression, function, and promoter methylation in
human multiple myeloma. Leuk. Res. 2005; 29: 1455-1458.
Praca wpłynęła do Redakcji 24.04.2008 r. i została zakwalifikowana do druku 12.08.2008 r.
Adres Autora:
Uniwersytet Medyczny, Wydział Farmaceutyczny, Zakład Biochemii Farmaceutycznej,
Pracownia Biologii Molekularnej i Farmakogenomiki
ul. Muszyńskiego 1
90-151 A
ódz

tel/fax.: [phone]
e-mail: [e-mail]