110407

Ann. Arad. Aled. Siles. 2005, 59, 3

Wstęp

Choroby nowotworom obecnie zalicza się do jednej z najczęstszych przyczyn zgonów wśród populacji ludzkiej. Wysoka śmiertelność często jest spowodowana zbył późną lub nietrafną diagnostyką samej choroby oraz wciąż niedostatecznie efektywną terapią. Są to między innymi przyczyny, dla których wielu badaczy i lekarzy skupia się na opracowaniu skutecznej i wydajnej terapii nowotworów zmniejszającej śmiertelność chorych.

Chemioterapia zajmuje ważne miejsce w leczeniu chorób nowotworowych. Często obserwuje się dalszy wzrost komórek nowotworowych w obecności zastosowanego chcmiotcrapeutyku lub całej grupy zastosowanych związków. Wiąże się to głównie z wytworzeniem tzw. mechanizmu oporności wielolekowej komórek nowotworowych. Oporność wielolckowa (MDR. multidrug resistance) to swego rodzaju „fenomen” komórek nowotworowych, dzięki któremu komórki eksponowane na działanie jednego czynnika chcmiotcrapcutyczncgo rozwijają oporność krzyżową w stosunku do dużej grupy ksenobioty-ków nic związanych ze sobą pod względem budowy strukturalnej i funkcjonowania [I. 2], W niektórych typach nowotworów obserwuje się również tzw. pierwotną oporność wiclolckową, objawiającą się bez wcześniejszej ekspozycji na chemioterapeutyki [2]. Dotychczas nie poznano całkowicie podstaw mechanizmu MDR. wiadomo jednak, że etiologia fenotypu MDR jest złożona i wicloczyn-nikowa (2). Oporność wielolekowa może zależeć m.in. od: nadmiernej aktywacji enzymów dctoksykacyjnych, zaburzeń w przckicrowywaniu cyklu komórkowego na szlak apoptotyczny (np. mutacje w obrębie genu p53, zachwiana równowaga białek pro- i antyapoptotycznych). nasilonego cfluksu ksenobiotyków z komórki docelowej za pośrednictwem transporterów błonowych, czy wreszcie zmniejszonego wychwytu leku ze środowiska zewnątrz-komórkowego [1, 3). Uważa się, że tylko dogłębne poznanie mechanizmu plcjotropowej oporności pozwoli ją pokonać, a tym samym zwiększy zakres działania dotychczas stosowanych Icków cytotoksycznych oraz umożliwi syntezę nowych Icków odpowiednio zmodyfikowanych w celu „omijania” problemu oporności wielolekowej.

Białka transportowe błon komórkowych jako główne czynniki odpowiedzialne za zjawisko oporności wielolekowej

Etiologię klasycznej oporności wielolekowej najczęściej łączy się z nadmierną ekspresją i nieprawidłowościami w funkcjonowaniu białek transportowych błon komórkowych [2]. Białka te należą do nadrodziny białek ABC (ATP-biniding cassette), których aktywność zależy od energii powstałej z hydrolizy ATP (adenosine triplosphate) (4). Białka ABC są osadzone w błonach plazmatycznych i działają jak pompy-transportery przenoszące określone sub-straty przez błonę wbrew gradientowi stężeń do środowiska zewnętrznego (1 j. Działanie białek transportowych ma na celu ochronę komórek przed wniknięciem do ich wnętrza egzogennych substancji toksycznych, co potencjalnie mogłoby doprow adzić do śmierci komórki. Ze względu na posiadane funkcje transportciy rodziny ABC lub ich analogi można spotkać w wielu organizmach nic tylko ludzkich, ale i zwierzęcych, roślinnych czy bakteriach. Transportery ABC występują w różnych tkankach (np. płuca, łożysko, jelito, mózg, serce, nerki). Białka rodziny ABC mogą przenosić różne substraty. włączając jony. hormony. lipidy, leki i inne ksenobiotyki [5], Charakterystykę wybranych białek należących do rodziny ABC oraz białka oporności płuc (LRP. lungresistance-relatedprotein), któremu również przypisuje się udział w powstawaniu fenotypu MDR, przedstawiono w tabeli I.

W organizmie ludzkim transportery ABC pełnią bardzo ważne funkcje fizjologiczne. Eliminacja ksenobiotyków i toksyn jest niezbędna dla praw idłow ego funkcjonowania komórek wątroby, nerek czy układu pokarmowego. Ponadto białka transporterowe uczestniczą w regulacji przepuszczalności komórek łożyska i ośrodkow ego układu nerwowego, będąc głównym elementem barier łożyskowej i krew-mózg; tym samym zapobiegają one ekspozycji wrażliwych komórek nerwowych oraz komórek rozwijającego się płodu na szkodliwe czynniki cytotoksycznc [2]. Białka ABC.' uczestniczą także w licznych procesach metabolicznych, a mutacja w obrębie genów kodujących te białka może prowadzić do poważnych chorób metabolicznych. Przykładami mogą być dziedziczny niedobór białka oporności wielolekowej 2 (MRP. multidnig resistance• associatedprotein) powodujący syndrom Dubina-Johnso-na, czy też niedobór MRPń. prowadzący do pseudoxan-tltoma elasticum — wiclosystcmowego zaburzenia atakującego skórę, oczy i naczynia krwionośne [5J. Budowa transporterów ABC jest ściśle podporządkow ana pełnionym przez nie funkcjom i wykazywanym własnościom, dlatego białka te mają w swej sekwencji aminokwasowej zawsze miejsce przyłączania ATP (Walkermotifs), występujące w obrębie cytozolowcj domeny wiążącej nuklcotydy (NBD, nucleotide binding doniain) oraz kilka tandemowych powtórzeń hydrofobowych domen transbłonowych, przybierających formy segmentów lub helis (TMD, trans-membranędomains). Sekwencje te są ułożone naprzemiennie [8]. Domena transbłonowa jest zaangażow ana w przyłączanie substratu i jego cfluks. domena wiążąca nuklcotydy przyłącza ATP i uczestniczy w jego hydrolizie (4). W organizmach eukariotycznych większość białek ABC ma zwykle 4 domeny, np. glikoproteina P ma strukturę: NI12-TMD1 -NBDI-TMD2-NBD2-COOII. Mniejsza grupa białek rodziny ABC, określana mianem półtranspor-terów, ma pojedynczą domenę transbłonową i wiążącą nuklcotydy. Do tej grupy należy m.in. białko oporności raka piersi (BCR P. breast cancer resistance protein): NH2--TMD1-NBD1-COOH [1|. Rodzinę białek ABC' podzielono zależnie od występujących podobieństw w budowie domen transbłonowych i miejsc przyłączania nukleotydów.

Pierwszym opisanym transporterem błonowym, którego nadekspresja wykazywała związek z powstaniem

210