INHIBITORY PROTEASOMÓW W LECZENIU SZPICZAKA MNOGIEGO
Streszczenie
Pomimo nieustannego postępu w terapii i diagnostyce szpiczaka mnogiego, choroba ta pozostaje wciąż nieuleczalna. Wciąż pilnie potrzebne są nowe sposoby leczenia ukierunkowane, zarówno na komórki nowotworowe (patologiczne plazmocyty), jak i na mikrośrodowisko szpiku kostnego. Przedkliniczne badania in vitro oraz in vivo wykazują niezwykłą aktywność przeciw-nowotworową podczas zastosowania inhibitora proteasomów – bortezomibu (PS-341); nawet w przypadku komórek szpiczaka mnogiego opornych na uprzednio stosowane terapie, w tym deksametazon, melfalan i talidomid. W oparciu o te wyniki Urząd ds. Żywności i Rejestracji Leków USA (FDA) zatwierdził niedawno pierwszy inhibitor proteasomów, znany uprzednio jako PS-341 – bortezomib (Velcade) do leczenia nawrotowego i opornego szpiczaka mnogiego. Badania genomiki i proteomiki dostarczają dalszych racjonalnych podstaw dla połączenia bortezomibu z konwencjonalnymi i nowymi lekami, w celu zahamowania wzrostu szpiczaka mnogiego, pokonania oporności na leki, zmniejszenia towarzyszących terapii działań niepożądanych i poprawienia wyników leczenia.
Wprowadzenie
Komórki szpiczaka mnogiego umiejscawiają się głównie w szpiku kostnym, gdzie różnorodne czynniki humoralne wspomagają wzrost i przeżycie komórek nowotworowych, a także zapobiegają efektom cytotoksycznym chemioterapii.1 Przyleganie komórek szpiczaka mnogiego do komórek zrębu szpiku kostnego wywołuje wydzielanie cytokin, takich jak interleukina-6 (IL-6)2 oraz insulinopodobny czynnik wzrostu (IGF-1) lub naczyniowo śródbłonkowy czynnik wzrostu (VEGF), które z kolei nie tylko indukują proliferację komórek szpiczaka mnogiego, ale także hamują wywołaną przez chemioterapię apoptozę komórek nowotworowych.1,3,4 Mikrośrodowisko szpiku kostnego ma istotny udział w patogenezie i progresji szpiczaka mnogiego, a nowe leki przeciw-nowotworowe, ukierunkowane zarówno na patologiczne plazmocyty, jak i ich mikrośrodowisko, mają ogromne zastosowanie kliniczne.
Pomyślny rozwój leczenia bortezomibem (PS-341) w szpiczaku mnogim pokazał, że hamowanie proteasomów jest skuteczną strategią terapeutyczną.5 Analog dipeptydu kwasu boronowego – bortezomib jest silnym, wysoce wybiórczym i odwracalnym inhibitorem proteasomów, ukierunkowanym na kompleks proteasomowy 26S i hamującym jego czynność (Rycina 1). Proteasom 26S jest zależną od ATP, posiadającą wiele miejsc katalitycznych proteazą mediującą degradacją białek wewnątrzkomórkowych. Degradacja proteasomowa białek źle sfałdowanych lub uszkodzonych następuje poprzez podjednostkę regulatorową 16S proteazy 26S, wielokrotnie ubikwitynowanych białek i ich następową hydrolizę na małe polipeptydy (Rycina 1). Poza eliminowaniem białek uszkodzonych i źle sfałdowanych, proteasomy regulują także kluczowe procesy komórkowe, w tym modulację czynników transkrypcyjnych, postęp cyklu komórkowego, zatrzymanie wzrostu i apoptozę. Nasz artykuł zwraca szczególną uwagę na: (a) przedkliniczne i kliniczne dane o hamowaniu proteasomów jako sposobie leczenia w szpiczaku mnogim; (b) aktywność cytotoksyczną połączenia bortezomibu z innymi konwencjonalnymi lub nowymi lekami przeciw szpiczakowi mnogiemu; i (c) strategie pokonywania oporności na bortezomib w komórkach nowotworowych, w tym oparte na genomice i proteomice molekularne sposoby leczenia, jak również na ocenę nowych inhibitorów proteasomów.
Rycina 1. Bortezomib/PS-341 wpływa na różne szlaki wzrostu i przeżycia w komórkach szpiczaka mnogiego (MM). Leczenie komórek szpiczaka mnogiego bortezomibem wiąże się z następującymi zdarzeniami: inhibicją przylegania komórek szpiczaka mnogiego do komórek zrębowych szpiku kostnego (BMSCs), co prowadzi zahamowania zależnej od przylegania transkrypcji i wydzielania licznych cytokin; inhibicją NF-?B; upośledzeniem mechanizmów naprawy DNA; zmniejszeniem aktywności sygnalizacyjnych szlaków wzrostowych i anty-apoptotycznych i ilości związanych z nimi białek, takich jak kinazy białkowej aktywowanej przez mitogeny (MAPK), kinazy 3-fosfatydyloiznozytolu (PI3K)/Akt, Bcl2 czy inhibitorów białek apoptozy (IAPs).
Budowa i regulacja proteasomów
Proteasomy są kluczowymi regulatorami degradacji białek.6 Kompleks proteasomowy 26S posiada 2 jednostki 19S i położony pomiędzy nimi, baryłkowaty rdzeń.7 Cztery ułożone razem pierścienie składają się na strukturę 20S: dwa centralne pierścienie ? otoczone są przez 2 inne pierścienie, z których każdy składa się z siedmiu białek (Rycina 1). Proteasomowa degradacja białek następuje na drodze następujących po sobie zdarzeń: białko zostaje oznakowane łańcuchem małego polipeptydu lub ubikwityną; następnie enzym estryfikujący ubikwitynę E1 aktywuje i wiąże ją z enzymem E2 sprzęgającym ubikwitynę w sposób zależny od ATP; ligaza E3 ubikwityny przyczepia cząsteczkę ubikwityny do białka; tworzy się długi łańcuch polipeptydowy złożony z cząsteczek ubikwitiny i ostatecznie następuje degradacja przez proteasomy białka na małe fragmenty.7,8
Degradacja białek mediuje zarówno prawidłową czynność komórki, jak również odpowiedź komórkową na chemioterapię.9 W licznych badaniach wykazano, że ubikwitynacja białek i degradacja poprzez szlaki ubikwityna-proteasomy reguluje postęp cyklu komórkowego, supresję nowotworu, transkrypcję, replikację DNA, zapalenie i apoptozę.10 Mutacje lub zmiany w tych szlakach sygnałowych prowadzą do upośledzenia przechodzenia z fazy G1 do S.11 Inhibitory proteasomów hamują degradację białek i powodują akumulację białek źle sfałdowanych lub uszkodzonych, co z kolei wywołuje odpowiedź szoku cieplnego i śmierć komórki.7,12 Biorąc pod uwagę, że szlak ubikwityna-proteasomy wpływa na wiele procesów komórkowych, jego zahamowanie z zastosowaniem inhibitora proteasomów wpływa na szersze spektrum białek o różnorodnych funkcjach.
Proteasomy i leczenie przeciwnowotworowe
Liczne badania wykazują, iż inhibitory proteasomów są bardziej cytotoksyczne dla proliferujących komórek nowotworu złośliwego niż spoczynkowych komórek prawidłowych.13 Prawdopodobnie, komórki nowotworu złośliwego mają zmienione lub upośledzone białka cyklu komórkowego, co prowadzi do zwiększenia szybkości proliferacji, zwiększenia gromadzenia się uszkodzonych białek i w ten sposób do większej zależności od procesów degradacji proteosomalnej. Co ważne, bortezomib wywołuje apoptozę w licznych komórkach szpiczaka mnogiego w dawkach, które nie wpływają na żywotność prawidłowych limfocytów.5 Ponadto, czynnik jądrowy-?B (nuclear factor-?B – NF-?B) wiąże się z proliferacją i opornością na leki w komórkach nowotworowych (w tym szpiczaka mnogiego),14 a bortezomib zmniejsza aktywacją NF-?B, nasilając tym samym cytotoksyczne efekty chemioterapii (Rycina 1).5,12,15 Wyniki te sugerują, że proteasomy są ważnym celem dla chemioterapii, przy tolerowalnym wskaźniku terapeutycznym.
Indukowana przez bortezomib apoptoza koreluje z osłabioną aktywnością NF-?B
Konstytutywna aktywacja NF-?B wiąże się ze wzrostem/proliferacją i opornością na leki, nadając w ten sposób komórkom nowotworowym i prawidłowym różnicującą wrażliwość na inhibitory proteasomów.15 Aktywacja NF-?B następuje na drodze sekwencji następujących zdarzeń: wywoływana przez nadrzędną kinazę I?B? fosforylacja I?B; ubikwitynacja i degradacja ufosforylowanego I?B? prowadząca do powstania wolnego kompleksu p50/60 i przemieszczenie do jądra i aktywacja p50/60 NF-?B.16 Gdy tylko znajdzie się w jądrze, NF-?B wiąże się ze zgodnymi sekwencjami obecnymi w regionach promotorowych wielu genów związanych z czynnikami wzrostu/przeżycia i wywołuje ich transkrypcję. Na przykład, aktywacja NF-?B sprzyja wytwarzaniu cytokin (IL-6, TNF-?), czynników przeżycia (inhibitory białek apoptozy i Bcl-XI), i cząsteczek przylegania międzykomórkowego (cząsteczka przylegania międzykomórkowego, cząsteczka przylegania komórek naczyniowych i selektyna-E).16 Wszystkie te cząsteczki ułatwiają wzrost i przeżycie komórek nowotworowych. NF-?B pośredniczy w kluczowych czynnościach komórki, w tym w odpowiedzi immunologicznej, jak również podczas wzrostu, przeżycia i apoptozy komórek szpiczakowych.17 Wewnętrzna aktywacja NF-?B wiąże się z wzrostem/przeżyciem licznych komórek szpiczaka mnogiego. Przyleganie patologicznych plazmocytów do komórek zrębowych szpiku kostnego wywołuje mediowaną przez NF-?B transkrypcję i wydzielanie IL-6 i IGF-1.17,18 Zarówno IL-6, jak i IGF-1 sprzyjają przeżyciu komórek szpiczaka mnogiego w szpiku kostnym, poprzez hamowanie apoptozy wywoływanej przez leki konwencjonalne, takie jak deksametazon. Ponadto, komórki nowotworowe pacjenta mają zwiększoną (w porównaniu do komórek prawidłowych) aktywność NF-?B.19 Odwrotnie, wrażliwe na leki komórki szpiczaka mnogiego wykazują mniejszą aktywność NF-?B niż oporne na leczenie komórki szpiczaka mnogiego, co sugeruje, że NF-?B nadaje oporność na chemioterapię.19 Zwiększone stężenia NF-?B relacjonowano także w komórkach szpiczaka mnogiego pochodzących od chorych z nawrotem po chemioterapii.17 Łącznie, wyniki te wskazują, że NF-?B jest kluczowym regulatorem wzrostu i przeżycia komórek nowotworowych w środowisku szpiku kostnego. Co ważne, leczenie szpiczaka mnogiego z zastosowaniem bortezomibu zapobiega degradacji I?B, hamując tym samym nie tylko aktywację NF-?B, ale także związane z tym wytwarzanie cytokin (Rycina 1). Jednakże jest mało prawdopodobne, że samo hamowanie NF-?B odpowiada za całościową aktywność bortezomibu przeciw szpiczakowi mnogiemu.20 Na przykład, zarówno bortezomib, jak i swoisty inhibitor I?B – PS-1145 hamują aktywację NF-?B, jednakże w przeciwieństwie do bortezomibu, PS-1145 jedynie częściowo hamuje wzrost komórek szpiczaka mnogiego (zahamowanie 20–40% przez PS-1145 w porównaniu do 80–90% przez bortezomib),20 co sugeruje, że bortezomib posiada w komórkach szpiczaka mnogiego dodatkowe cele, nie tylko NF-?B.
Bortezomib aktywuje plejotropowe szlaki sygnałowe
W badaniach biochemicznych in vitro wykazano obecnie, że apoptoza indukowana przez bortezomib wiąże się z następującymi dodatkowymi zdarzeniami (Rycina 2): (a) pobudzenie klasycznych białek odpowiedzi stresowej, takich jak białka szoku cieplnego Hsp27, Hsp70 i Hsp90;21 (b) zwiększenie ilości NH2-końcowej kinazy c-jun;22 (c) zmiana potencjału błony mitochondrialnej i wytwarzanie reaktywnych odmian tlenu;23 (d) indukcja wewnętrznego szlaku śmierci komórki (tj. uwolnienie do cytozolu białek mitochondrialnych – cytochromu c i drugiego mitochndrialnego aktywatora kaspaz i aktywacja kaskady kaspaza-9 > kaspaza-3); (e) aktywacja zewnętrznej sygnalizacji apoptotycznej przez cięcie Bid i kaspazy-8; (f) upośledzenie mechanizmów naprawy DNA na drodze inaktywacji zależnej od DNA kinazy białkowej;24 (g) zahamowanie przylegania licznych komórek szpiczaka mnogiego do komórek zrębowych szpiku kostnego i wiążącego się z tym wydzielania cytokin;25 i (h) hamowanie szlaków sygnałowych kinazy białkowej aktywowanej przez mitogeny i kinazy 3-fosfatydyloiznozytolu/Akt.26 Wszystkie powyższe mechanizmy sygnałowe mogą mieć łączny udział w działaniu bortezomibu przeciw szpiczakowi mnogiemu. W szczególności stwierdzono obligatoryjną rolę aktywacji NH2-końcowej kinazy c-jun podczas indukowanej bortezomibem apoptozy szpiczaka mnogiego, potwierdzoną zastosowaniem strategii mutacji dominująco-ujemnych lub swoistych biochemicznych inhibitorów NH2-końcowej kinazy c-jun.22 Wynik ten został niedawno potwierdzony przez inne badanie w komórkach niedrobnokomórkowego raka oskrzela.27
Poza wymienionymi powyżej wydarzeniami sygnałowymi, hamowanie proteasomów wpływa także na białka regulujące cykl komórkowy, takie jak gen supresorowy (nowotworów) TP 53 (p53). Zmiany w p53 prowadzą do niestabilności genetycznej w wielu różnorodnych komórkach nowotworowych.28 W kontekście szpiczaka mnogiego, wykazano, że bortezomib wywołuje apoptozę w dzikich (pod względem p 53), jak i zmutowanych komórkach nowotworowych.12 Wyniki te są spójne z innymi badaniami na komórkach raka okrężnicy, glejaka i białaczkowych.29 Co więcej, apoptoza indukowana przez bortezomib w komórkach szpiczaka mnogiego koreluje z fosforylacją p53 (Ser15).26 Inne badanie wykazało, że leczenie komórek raka gruczołu krokowego LNCaP-Pro5 bortezomibem wiąże się z: (a) stabilizacją p53 bez fosforylacji Ser15 i Ser20, a p53 pozostaje związane ze swoim inhibitorem MDM2; (b) translokacją p53 do jądra i zwiększonym wiązaniem się p53 do DNA, akumulacją transkryptów zależnych od p53, jak również aktywacją genów reporterowych odpowiedzi na p53; i (c) zmniejszeniem indukowanej przez bortezomib aktywacji p53 i śmierci komórek.30 Nie określono, czy mutacje p53 wpływają na indukowaną przez bortezomib cytotoksyczność.
Prawdopodobnie, na cytotoksyczność indukowaną przez bortezomib, wpływają mutacje w COOH-końcowej domenie p53, zawierającej główne miejsce działania dla ligazy ubikwityny. Badania grupy Kennetha Andersona i wsp. sugerują, że bortezomib zabija komórki bez względu na stan ich zmutowania. Do zbadania pozostaje jednakże, czy miejsca mutacji p53 w komórkach szpiczaka mnogiego w rzeczywistości stanowią główne miejsca ligacji ubikwityny, czy nie. Bardziej szczegółowe badanie z zastosowaniem konstruktów ze zmutowanym p53 (zwłaszcza zawierających mutacje w domenie COOH-końcowej) dostarczą danych związanych z istotnością p53 podczas indukowanej przez bortezomib apoptozy w komórkach szpiczaka mnogiego. Ogólnie rzecz biorąc, wyniki w różnych typach nowotworów sugerują, że apoptoza indukowana przez bortezomib następuje zarówno w sposób zależny, jak i niezależny od p53.
Rycina 2. Sygnalizacja apoptotyczna wywołana przez bortezomib/PS-341. Bortezomib indukuje aktywację NH2-końcowej kinazy c-jun (JNK), która przemieszcza się do mitochondriów i ułatwia uwalnianie cytochromu c (Cyto-c) i drugiego mitochondrialnego aktywatora kaspaz (Smac) z mitochondriów do cytozolu, z następową aktywacją kaspazy-9. Bortezomib aktywuje także kaspazę-8. Zarówno kaspaza-8, jak i kaspaza-9 indukują aktywację swojego podrzędnego efektora – kaspazy-3 i cięcie polimerazy poli(ADP-rybozy) (PARP). Blokada NH2-końcowej kinazy c-jun z zastosowaniem dominująco-ujemnej NH2-końcowej kinazy c-jun (DN-JNK) lub inhibitora biochemicznego SP600125 znosi hamuje uwalnianie cytochromu c/ Smac i aktywację kaspazy-9. Apoptoza indukowana przez bortezomib nie jest hamowana przez IL-6 lub insulino-podobny czynnik wzrostu-1 (IGF-1). Ektopowa ekspresja Hsp27 hamuje wywołane przez bortezomib uwalnianie cytochromu c i Smac
Działanie przeciwnowotworowe bortezomibu in vivo
Stosując mysi model przeszczepu ksenogenicznego ludzkiego szpiczaka, zbadano skuteczność, toksyczność i mechanizm działania bortezomibu in vivo.31 Zaobserwowano wyraźne zahamowanie wzrostu nowotworu u myszy leczonych bortezomibem. Mediana całkowitego przeżycia była również przedłużona w sposób istotny w porównaniu z grupą kontrolą. Bortezomib był dobrze tolerowany w dawce 0,5 mg/kg (i.v.), ale niektóre myszy leczone dawką 1,0 mg/kg stały się umierające i traciły masę ciała. Analiza nowotworów uzyskanych leczonych zwierząt wykazała, że bortezomib indukował apoptozę i zmniejszał angiogenezę. Ogólnie rzecz biorąc, wyniki te wykazują, że bortezomib wywiera in vivo istotne działanie przeciw szpiczakowi mnogiemu w dawkach dobrze tolerowanych w modelu mysim, co potwierdza badanie in vitro. W innym badaniu z zastosowaniem przeszczepów ksenogenicznych LOVO wykazano,32 że terapia łączona bortezomibem i CPT-11 prowadziła do wyraźnego zwiększenia poziomów apoptozy i regresji nowotworu w porównaniu do leczenia każdym z leków osobno, co sugerując istotny potencjał bortezomibu w połączeniu z innymi chemioterapeutykami w celu nasilaniu aktywności przeciwnowotworowej, zmniejszaniu toksyczności i pokonywaniu oporności na leki.
Badania kliniczne nad bortezomibem
Badania przedkliniczne in vitro wykazujące aktywność bortezomibu przeciw komórkom szpiczaka mnogiego zostały potwierdzone w badaniach fazy I, w nowotworach hematologicznych i litych.33,34 Podczas wstępnego badania określające zakres dawek u chorych z opornym na leczenie szpiczakiem mnogim, chłoniakiem i białaczką, pacjenci otrzymywali bortezomib we wstrzyknięciach i.v. 2 razy w tygodniu przez 4 tygodnie z następowymi 2 tygodniami bez leczenia. Maksymalna dawka tolerowana wynosiła 1,04 mg/m2.33 Efektami toksycznymi ograniczającymi dawkę były zmęczenie i złe samopoczucie, trombocytopenia, i zaburzenia równowagi elektrolitowej. Badania fazy I wykazały zachęcające odpowiedzi u chorych ze szpiczakiem mnogim: jedną odpowiedź całkowitą (CR), stwierdzoną na podstawie ujemnego wyniki immunofiksacji; oraz osiem odpowiedzi ze zmniejszeniem białka monoklonalnego w surowicy i nacieków nowotworowych w szpiku kostnym. Co więcej, przeciwnowotworową aktywność bortezomibu w tych badaniach fazy I stwierdzono również w przypadku chłoniaka nieziarnieczego (NHL).
Inne badanie fazy I oceniało skuteczność bortezomibu w zaawansowanych nowotworach litych, przy zastosowaniu 3-tygodniowego cyklu dawkowania (dwa razy w tygodniu przez 2 tygodnie, z następowym 1 tygodniem bez leczenia).34 Maksymalna dawka tolerowana wynosiła 1,56 mg/m2, co sugeruje, że cykl 3-tygodniowy może pozwalać na podawanie większych dawek niż cykl 6-tygodniowy. Nie obserwowano żadnych hematologicznych efektów toksycznych ograniczających dawkę, a niehematologiczne efekty toksyczne ograniczające dawkę obejmowały neuropatię 3-ego stopnia i biegunkę. Ponadto, neuropatię 3-ego stopnia obserwowano głównie u pacjentów z uprzednimi dowodami neuropatii, a po przerwaniu podawania leku neuropatia ulegała poprawie. W końcu, bortezomib wykazywał aktywność przeciwnowotworowa także w innych nowotworach złośliwych, takich jak niedrobnokomórkowy rak oskrzela, raki noso-gardła, czerniak złośliwy i rak nerki.34
Badania fazy II w szpiczaku mnogim
Badania fazy II obejmowały pacjentów z nawrotem szpiczaka mnogiego/szpiczakiem mnogim opornym na leczenie.35 Każdy cykl leczenia obejmował bortezomib (1,3 mg/m2) podawany 2 razy w tygodniu, z 1 tygodnie bez leczenia. Podawano 8 cykli leczenia u osób odpowiadających na terapię, a pacjenci z odpowiedziami suboptymalnymi otrzymywali doustnie deksametazon po pierwszych 2 cyklach bortezomibu. Włączono pacjentów (n = 202), z których wszyscy otrzymywali kortykosteroidy, 92% leki alkilujące, 81% antracykliny, 83% talidomid, i 64% przeszczep komórek pnia. Mediana liczby uprzednich terapii wynosiła sześć. Spośród 193 chorych, 4% osiągnęło CR, stwierdzoną na podstawie braku wykrycia białka M, zarówno w elektroforezie, jak i immunofiksacją; 6% osiągnęło prawie-CR, stwierdzoną w oparciu o zastosowaniu immunofiksacji; 18% i 7% wykazywało odpowiedni odpowiedzi częściowe (PR) i minimalne (MR), przy całkowitym odsetku odpowiedzi 35% (CR+PR+MR). Mediana przeżycia dla całej populacji wynosiła 16 miesięcy, a chorzy osiągający dużą odpowiedź (CR+PR) przeżywali istotnie dłużej niż ci, którzy jej nie osiągali. Spośród 74 pacjentów, którzy nie osiągnęli co najmniej MR i w związku z tym otrzymywali deksametazon w połączeniu z bortezomibem, u 18% stwierdzono poprawę – obejmowało to 6 pacjentów z chorobą oporną na deksametazon, dostarczając dowodów na to, że bortezomib może pokonywać oporność na deksametazon. Powszechnymi, efektami ubocznymi leczenia były nudności, wymioty, biegunka, zmęczenie, utrata apetytu (w tym jadłowstręt), zaparcia, neuropatia obwodowa, gorączka, niedokrwistość i trombocytopenia.
W innym otwartym badaniu fazy II nad bortezomibem,36 54 pacjentów ze szpiczakiem mnogim, którzy mieli nawrót po lub byli oporni na leczenie pierwszego rzutu poddano randomizacji do grup otrzymujących i.v. 1,0 lub 1,3 mg/m2 bortezomibu dwa razy w tygodniu przez 2 tygodnie, co 3 tygodnie, przez maksymalnie osiem cykli. Deksametazon był dozwolony u pacjentów u chorych z chorobą postępującą/stabilną po odpowiednio 2 lub 4 cyklach. Odsetek CR+PR dla samego bortezomibu wynosił 30% i 38%, odpowiednio w grupach otrzymujących 1,0 mg/m2 (8 spośród 27 pacjentów) i 1,3 mg/m2 (10 spośród 26 pacjentów). Odsetek CR+PR u chorych otrzymujących sam bortezomib lub w połączeniu z deksametazonem wynosił w kohortach leczonych dawkami 1,0 i 1,3 mg/m2 odpowiednio 37% i 50%. Najpowszechniejszymi działaniami niepożądanymi 3-go stopnia były trombocytopenia (24%), neutropenia (17%), limfopenia (11%) i neuropatia obwodowa (9%). Działania 4-go stopnia obserwowano u 9% pacjentów (5 spośród 54). Sam bortezomib lub w połączeniu z deksametazonem wykazywał aktywność przeciw szpiczakowi mnogiemu u chorych z nawrotami po terapii pierwszego rzutu.
Niedawno, w pierwszym i największym badaniu z randomizacją (APEX), przeprowadzonym w 93 Ośrodkach w Ameryce Północnej, Europie i Izraelu, wykazano większą skuteczność bortezomibu jako leku pojedynczego w porównaniu z wysokimi dawkami deksametazonu u chorych z nawrotem szpiczaka mnogiego.37 Przy stosowaniu bortezomibu obserwowano istotny okres czasu wolnego od progresji i korzyść w przeżyciu w porównaniu do deksametazonu. Przewagę obserwowano także, zarówno u chorych otrzymujących terapię drugiego rzutu, jak i późne leczenie ratujące. Profile bezpieczeństwa bortezomibu i deksametazonu były możliwe do przewidzenia, względnie zrównoważone z możliwymi do opanowania efektami toksycznymi.
Trwające badania nad bortezomibem w połączeniu jak również jako lekiem pojedynczym wykazują obiecującą aktywność i korzystny profil działań ubocznych. Co ciekawe, adriamycyna+deksametazon+bortezomib wykazywały duży odsetek odpowiedzi, ale przy większej toksyczności. Odwrotnie, bortezomib jako lek pojedynczy wykazywał minimalną toksyczność z mniejszym odsetkiem odpowiedzi.37 Wstępne wyniki z badania grupy francuskiej wykazują skuteczność połączenia bortezomib + deksametazon jako schematu indukcyjnego przed przeszczepem autologicznym komórek pnia u chorych z nowo rozpoznanym szpiczakiem mnogim, przy małej toksyczności.38 Wyniki te, łącznie z obserwowanymi przez Jagganath’a i wsp., potwierdzają iż połączenie bortezomib/deksametazon jest skuteczne i dobrze tolerowane u chorych z nowo rozpoznanym szpiczakiem mnogim. Podczas XI International Myeloma Workshop, które odbyły się w Sydney doniesiono o bardzo obiecujących wstępnych próbach łączenia Bortezomibu oraz Relvimidu, osiągając odpowiedź pozytywną u ponad 90% pacjentów z MM.
Rozwój oporności na bortezomib i strategie terapeutyczne pokonywania oporności na bortezomib
Bortezomib zabija komórki szpiczaka mnogiego, jednakże przedłużona ekspozycja wiąże się z toksycznością i rozwojem oporności na bortezomib. Dla pokonania oporności na lek, podstawowe znaczenie ma zbadanie jej mechanizmu. Grupa Kennetha Andersona wykazała, że oporność na chemioterapię w komórkach szpiczaka mnogiego pojawia się na skutek następujących wydarzeń: (a) nadmierna ekspresja glikoproteiny P; (b) białka przeciwapoptotyczne, takie jak Bcl2 lub inhibitory białek apoptozy; (c) defekty apoptotycznych szlaków sygnałowych indukowanych przez leki, takich jak te występujące na poziomie mitochondriów lub siateczki śródplazmatycznej; (d) zwiększona ekspresja receptorów czynników wzrostu i związanych z nimi szlaków sygnałowych; i, na koniec, (e) interakcja pomiędzy komórkami szpiczaka mnogiego i mikrośrodowiskiem szpiku kostnego gospodarza. W rzeczy samej, jest mało prawdopodobne by jeden swoisty mechanizm wywoływał odpowiedź na bortezomib, a prawdopodobne, że suma wielu różnorodnych czynników może prowadzić do rozwoju oporności na lek.
Badania profilu genetycznego i badania proteomiczne z zastosowaniem bortezomibu oraz innych leków przeciw szpiczakowi mnogiemu dostarczyły podstawy dla łączenia leków w celu zabicia opornych na leczenie komórek szpiczaka mnogiego. Na przykład, nasze badania in vitro wykazały, że połączenie bortezomibu z innymi lekami konwencjonalnymi, takimi jak deksametazon, doksorubicyna, melfalan lub mitoksantron, wywołuje addytywną i(lub) synergistyczną aktywność przeciwszpiczakową.5,19,24 Co więcej, terapia łączona komórek szpiczaka mnogiego komórek pacjentów ze szpiczakiem mnogim bortezomibem i nowymi lekami, takimi jak relvimid lub triterpenoidem – CDDO-imidazolidem, wywołuje synergistyczną aktywność przeciw szpiczakowi mnogiemu nawet w pochodzących od pacjentów komórkach szpiczaka mnogiego pacjentów opornych na bortezomib,50,66 dostarczając tym samym podstawy dla protokołów klinicznych stosujących ten schemat leczenia.39 Te łączone strategie zmniejszą towarzyszącą toksyczność i pokonają i(lub) zapobiegną rozwojowi oporności lekowej. W wieloośrodkowym badaniu SUMMIT, 35% wstępnie silnie leczonych pacjentów z nawrotem szpiczaka mnogiego/szpiczakiem mnogim opornym na leczenie odpowiedziało na monoterapię bortezomibem, a efekty toksyczne były możliwe do opanowania. Połączenie deksametazonu z bortezomibem wywoływało dodatkowe odpowiedzi u chorych z suboptymalnymi odpowiedziami na bortezomib, co potwierdza podobne, addytywne, hamujące efekty tych leków na komórki szpiczaka mnogiego w badaniach in vitro. Ponadto, w oparciu o dane przedkliniczne, kilka trwających obecnie badań ocenia przeciwnowotworową aktywność bortezomibu w połączeniu z melfalanem, pegylowaną doksorubicyną liposomalną (Doxil) i talidomidem.40 Jak do dzisiaj, dane wykazują silną aktywność przeciw-nowotworową bortezomibu w połączeniu z innymi lekami u chorych ze szpiczakiem mnogim, przy możliwych do opanowania efektach toksycznych.
Niedawne badania dostarczają także danych o białkach, które nadają komórkom szpiczaka mnogiego oporność na bortezomib. Na przykład, badanie wykazało, że leczenie bortezomibem indukuje apoptozę w komórkach chłoniaka SUDHL6 (DHL6), ale nie SUDHL4 (DHL4).21 Analiza mikromacierzy wykazała duże stężenia RNA dla białka szoku cieplnego 27 (Hsp27) w komórkach DHL4 w porównaniu do DHL6. Inhibicja Hsp27 z zastosowaniem strategii antysensownej przywraca wrażliwość na bortezomib w komórkach DHL4. Odwrotnie, nadmierna ekspresja Hsp27 typu dzikiego sprawia, że wrażliwe na bortezomib komórki DHL6 staja się na niego oporne. Dane te dostarczają dowodów, że Hsp27 nadaje oporność na bortezomib. Duże stężenia Hsp27 stwierdzono także w komórkach szpiczaka mnogiego pozyskanych od pacjentów opornych na leczenie bortezomibem. Konieczne są dalsze badania dla ustalenia, czy hamowanie Hsp27 z zastosowaniem specyficznych dla stopnia klinicznego inhibitorów nasila działanie bortezomibu przeciw szpiczakowi mnogiemu i pokonuje oporność lekową. Pomimo to, w oparciu o te wyniki, wydaje się, iż należy ukierunkować działanie na p38MAPK – nadrzędny aktywator Hsp27 w celu zahamowania wzrostu komórek szpiczaka mnogiego. Wyniki wykazują, że inhibicja p38MAPK nasila aktywność bortezomibu przeciw szpiczakowi mnogiemu.41 Wypracowano już protokół kliniczny wykorzystujący inhibitor p38MAPK razem z bortezomibem u pacjentów ze szpiczakiem mnogim. Wiadomo, że bortezomib wywiera swoje działania poprzez hamowanie proteasomów komórkowych, jednakże niejasne pozostaje to, czy inhibicja proteasomów jest zawsze wymagana dla apoptozy indukowanej przez bortezomib. Wyniki grupy Kennetha Andersona wykazały, że leczenie bortezomibem prowadziło do odpowiednio 82% i 88% inhibicji aktywności proteasomów w komórkach chłoniaka, zarówno opornych na bortezomib SUDHL4, jak i wrażliwych na bortezomib SUDHL6.21 Łącznie dane te potwierdzają, że: (a) szlak inhibicji proteasomów nie jest wadliwy w opornych na bortezomib komórkach DHL4 i (b) inhibicja proteasomów nie koreluje z apoptozą. Bezpośrednie określenie inhibicji proteasomów w próbkach krwi i tkanek pacjenta badano w badaniach fazy I. Bortezomib był dobrze tolerowany w dawkach prowadzących inhibicji proteasomów do 80%.42 Ponadto, przedłużone podawanie nie powodowało dalszego zmniejszenia wrażliwości na inhibicję proteasomów. Łącznie, dane te sugerują, że inhibicja proteasomów jest główną czynnością inhibitora proteasomów, ale że hamowanie proteasomów może nie korelować ze stopniem cytotoksyczności w komórkach nowotworowych.
Oprócz Hsp27, również członkowie rodziny białka Bcl2 przyczyniają się do rozwoju oporności lekowej w wielu typach komórek,43 a apoptoza wywoływana przez bortezomib w komórkach szpiczaka mnogiego jest również częściowo znoszona przez ekspresję Bcl2.44 Zwiększona ekspresja inhibitorów białek apoptozy, takich jak XIAP, również może przyczyniać się do oporności na bortezomib.44 Trwające badania przedkliniczne badają różne leki lub swoiste inhibitory biochemiczne, które hamują czynność tych białek, wywołując tym samym apoptozę nawet w opornych na leki komórkach szpiczaka mnogiego.
Wnioski
Inhibicja proteasomów okazała się silną strategią terapeutyczną w leczeniu nawrotów szpiczaka mnogiego lub choroby opornej na leczenie. Bortezomib jest pierwszym od ponad dekady lekiem zatwierdzonym przez FDA do leczenia szpiczaka mnogiego. Różnorodne badania kliniczne oceniają aktualnie bortezomib w innych typach nowotworów. Ponadto, badania kliniczne bortezomibu w połączeniu z innymi lekami chemioterapeutycznymi pomagają stworzyć nowe strategie terapeutyczne w szpiczaku mnogim. Kończąc, przedkliniczna ocena innego, nowego inhibitora proteasomów wykazuje istotną aktywność przeciw szpiczakowi mnogiemu, nawet przeciw komórkom szpiczaka opornego na bortezomib, przy niższych towarzyszących efektach ubocznych dla komórek prawidłowych. Dostarcza to podstaw dla protokołów klinicznych do pokonania oporności na bortezomib i poprawienia wyników leczenia chorego.
Publikacja wraz z piśmiennictwem dostępna w gabinecie dra Artura Jurczyszyna. Zainteresowanych proszę o kontakt osobisty.
Artur Jurczyszyn, Klinika Hematologii, Szpital Uniwersytecki, Kraków
Aleksander B. Skotnicki, Kierownik Katedry i Kliniki Hematologii CM UJ w Krakowie
Katedra i Klinika Hematologii Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego