Лекарства для лечения нейрофиброматоза 2 типа (НФ2) и вестибулярной шванномы
По мере расширения понимания мерлина и его взаимосвязей разрабатываются новые возможности для целенаправленного вмешательства в клетки шванном. Некоторые виды лечения направлены на восстановление дикого типа белка мерлина в мутантных клетках, в то время как другие стратегии заключаются в попытках блокировать пролиферацию шванновских клеток, приостанавливая их темпы роста, либо увеличивая запрограммированную клеточную смерть или апоптоз.
Например, Messerli и соавт. показали эффективное снижение роста шванном и в трансгенной модели и в модели мышиного ксенотрансплантата путем введения дикого типа мерлина, упакованного в вектор онколитического рекомбинантного вируса простого герпеса непосредственно в опухоль, что недвусмысленно изложено в их работе. Транспортным средством для доставки является компетентный по репликации вирус простого герпеса, который имеет свойства уничтожать опухолевые клетки.
При инъекции онколитического вектора не выявлено явной токсичности. Парадигма использования онколитических векторов предлагается для сокращения объема доброкачественных опухолей, когда хирургическая резекция может привести к повреждению нерва.
Hansen и соавт. и Doherty и соавт. продемонстрировали наличие на поверхности клетки эпидермального человеческого фактора роста, также известного как гомолог-2 онкогена вируса эритробластной лейкемии или ErbB2-рецептор, в качестве возможной мишени торможения роста вестибулярной шванномы (ВШ).
Блокирование лиганда или взаимодействующих белков активирует этот рецептор блокированием ангинейрегулиновых антител, также тормозит пролиферацию шванномовских клеток. ErbB2 — это тирозинкиназовый рецептор, общий клеточный переключатель, на клеточной поверхности вестибулярной шванномы (ВШ), который вызывает МАРК киназный каскад, процесс, последовательно приводящий к ядерной активации клеточного деления.
Один из его лигандов, нейрегулин-1, является фактором роста, произведенный шваннов-скими клетками, создавает аутокринную петлю обратной связи; шванновские клетки становятся причиной дальнейшего стимулирования роста шванном.
PI3K/AKT сигнализации.
Инсулин и другие факторы роста активируют рецепторы клеточной поверхности тирозинкиназы, которые стимулируют активность PI3K.
PI3K преобразует PIP2 в PIP3. PTEN является негативным регулятором пути АКТ, который катализирует превращение PIP3 и PIP2.
PDK1 и PDK2 максимально активизируют АКТ. Фосфорилирование нижестоящих эффекторов пути АКТ ингибирует эти белки.
Существующие в виде комплекса TSC1 и TSC2 обычно подавляют mTOR деятельность.
Тем не менее, когда TSC2 фосфорилируется АКТ, он отделяется от TSC1, и mTOR становится активным.
Активные GSK и FOXO функционируют в ядре как транскрипционные регуляторы, которые активируют гены, способствующие апоптозу.
Мерлин, продукт гена НФ2, может привязать PIKE-L и инактивировать PI3K.
Небольшая молекула ингибитора PDK1 может ингибировать фосфорилирование АКТ.
Plotkin и соавт. показали, что рецептор эпидермального фактора роста (EGFR) блокируется гидрохлоридом эрлотаниба: были продемонстрированы рентгенографический и аудиометрический ответы пациента с НФ2 на лечение с кратковременным наблюдением. Хотя гепатотоксичность может ограничить использование этого агента, ожидаются другие испытания с ингибиторами EGFR и ErbB.
Несколько исследователей показали, что вмешательство на внутриклеточных путях пролиферации, в частности, на МАРК пути и фосфатидилинозитол-3-киназы (PI3K) пути, соответственно, могут также привести к подавлению роста шванном. Nakai и соавт.112 показали, что мерлин участвует в подавлении Rac сигнализации, и культивируемые шванновские клетки содержат ГТФ-связанные активные Rac. Применение Rac-специфического ингибитора, химического соединения NSC23766, шванновских клеток восстанавливает взаимодействие нейронов.
Полученные данные подтверждают значимость регулируемой Rac сигнализации в посредничестве взаимодействий аксонов шванновских клеток и предполагают регулирование деятельности Rac в качестве возможной терапии шванном.
Jacob и соавт. продемонстрировали активацию пути РI3-киназы/АКТ в человеческих шванномах. Показано, что мерлин может ингибировать PI3-киназу путем связывания PI3-киназы с геном-усилителем-L (PIKE-L). PIKE-L является ГТФазой, связывающей и стимулирующей PI3K. Супрессия PIKE-L — результат деятельности мерлина, нарушающего связывание PIKE-L с PI3-киназой. Наши недавние исследования с использованием культивированных клеток шванном показали, что как ингибитор пути АКТ, так и ингибитор гистоновой дезацетилазы могут подавлять рост клеток шванном, блокируя PI3-киназы.
В настоящее время мы тестируем эффективность этих новых соединений, используя количественную модель ксенотрансплантата для вестибулярной шванномы (ВШ)
Трансдукция стимуляции фактора роста мишени рапамицина млекопитающих (mTOR) в конечном счете приводит к стимуляции синтеза белка и вступлению в фазу G1 клеточного цикла. Снижение гена фосфатазы и гомолога тензина (PTEN), человеческого гена, действующего как ген-супрессор опухолей, проявляется как АКТ и mTOR-активация стимуляции роста. В дополнение показана повышейная экспрессия индуцируемых гипоксией факторов HIF-1 альфа, и HIF-2 альфа, что объясняет развитие кровеносных сосудов с активацией mTOR. Это может привести к необходимому кровоснабжению в шванномах.
Альтернативные пути.
Схема недавнего обзора Dan Scoles, взаимодействие мерлина с комплексом ErbB2-паксиллин, PIKE, и elF3c,
эффект NGB и мерлина на экспрессию циклина D1 и функциональные последствия утраты влияния мерлина на пролиферацию,
опосредованные этим взаимодействием, показывают, что сигнализация в пути ErbB2-PI3kinase-MTOR-elF3c-циклин D1 может способствовать патогенезу НФ2.
PIKE-L свободна для повышения PI3K, который приводит к полному фосфорилированию и активации PDK1 и PDK2, активирующих, в свою очередь, клетки митотического аппарата.
Поэтому препараты, направленные на этот путь, могут быть полезны для ингибирования НФ2 опухолей с гиперактивной сигнализацией mTOR, в том числе трастузумаб
(герцептин, LY294002, ингибиторы АКТ, UCN-01, RAD-0001, CCI-779, АР23573, маленькая молекула АКТ-пути и ингибиторы гистондеацетилазы.
Ингибитор FISP9017AAG (17-аллиламино-17-десметоксигелданамицин) может повлиять на АКТ и C-Raf, Cdk4 и циклин D-1. (NexGenix).
Активация АКТ и mTOR была отмечена в шванномах. Иммунодепрессант, рапамицин, ингибирует mTOR и вызывает апоптоз G1. Новые ингибиторы mTOR, такие как темсиролимус, показали хороший эффект в лечении почечной карциномы как в отдельности, так и в комбинации с другими агентами.
Был предложен новый подход к лечению и в настоящее время проводится его оценка при доброкачественных опухолях. Нонсенс-мутации составляют до 39% вестибулярной шванномы (ВШ), связанных с нейрофиброматозом 2 типа (НФ2), и 23% мутаций, ведущих к односторонним спорадическим опухолям. Эти мутации связаны с переходом доминирующей С к Т, происходит замена аргинина преждевременно терминирующим кодоном (РТС) в развивающейся белковой молекуле, как упоминалось ранее.
РТС124 является низкомолекулярным соединением, способным «прочитывать» преждевременную терминацию кодонов, при этом реагируя на истинные остановки, что позволяет синтезировать целый белковый продукт. Многообещающей оказалась II фаза исследования нонсенс-мутаций у генетически совместимых пациентов с мышечной дистрофией Дюшенна и муковисцидозом. Поскольку РТС124 является генетически зависимым от терапии, в отличие от агента конкретного заболевания, он перспективен для генетического скрининга пациентов с нонсенс-связанными опухолями.
Ингибиторы ангиогенеза, такие как авастин (бевацизумаб) были использованы отдельно или в комбинации для лечения карциномы прямой кишки, легких и предстательной железы. Действие осуществляется путем ингибирования фактора роста эндотелия сосудов (VEGF) и используется в комбинации нескольких протоколов лечения. В отдельных случаях отмечалось временное подавление роста вестибулярной шванномы (ВШ) авастином. Временный эффект редукции опухолевого роста, потенциальные побочные эффекты в виде лейкопении и кровотечения ограничивают его использование у хирургических пациентов, и в настоящее время авастатин используют в качестве средства для выжидания.
РТС299 аналогично блокирует ангиогенез, но путем ингибирования продукции VEGF. Была показана эффективность против раковых клеточных линий, включая карциному молочной железы, шейки матки, прямой кишки, желудка, легких, яичников, поджелудочной железы, предстательной железы и почек, фибросаркомы, меланомы и нейробластомы. Исследования на животных документально подтвердили эффективность снижения VEGF в опухоли и сыворотке, благодаря уменьшению плотности кровеносных сосудов и существенному влиянию на прекращение развития самой опухоли, так и в качестве компонента комбинированной терапии с другими противоопухолевыми средствами или авастином. Толерантность на первом этапе исследований была приемлемой, начинаются испытания при раке молочной железы (неопубликованные данные).
Медикаментозная терапия медленно растущих доброкачественных опухолей должна сохранять эффективность на протяжении десятилетий потенциального лечения. Возможно рассмотрение комбинированного способа лечения. В настоящее время, изучая два агента (ингибитор гистон-деацетилазы и ингибитор пути АКТ), мы показали способность модулировать реакцию излучения методом добавок. При сенсибилизации целевых тканей, дозы облучения могут быть снижены до уровня, способствующего уничтожению опухолевых клеток, уменьшению негативного влияния на окружающие структуры, сохранению физиологических функций и уменьшению риска распространения опухоли или злокачественной трансформации.
Возможные механизмы повышенной трансляции РТС124:
А. РТС124 может напрямую подавлять прекращение «продуктивной» трансляции белка в преждевременную терминацию кодона (РТС),
что приводит к повышению уровня функциональных несокращенных белков.
Б. В качестве альтернативы, РТС124 может подавить идентификацию PTCs в инициальной трансляции,
таким образом, предотвращая нонсенс-опосредованный распад мРНК (NMD),
который индуцируется при попадании рибосомы в стоп-кодон на более, чем 55 оснований выше от экзон-связывающего комплекса (ЕЕК).
Это привело бы к стабилизации РТС-содержащих мРНК, что позволяет их трансляцию, по-видимому, через механизм, показанный на рисунке А.
Эту модель подтверждает работа Welch и соавт.
Шванноматоз (OMIM #162091) — недавно выявленная форма нейрофиброматоза, характеризующаяся множественными шванномами, но это состояние явно отсутствует при всех ВШ. Пациенты с шванноматозом чаще страдают трудно поддающимися терапии болями, а не поражением черепных нервов. MacCollin и соавт. отметили, что приблизительно у одной трети пациентов с шванноматозом опухоли имели анатомически ограниченное распределении, к примеру, — в одной конечности, нескольких смежных сегментах позвоночника или одной половине тела. Спорадические случаи шванноматоза встречаются с такой же частотой, как НФ2, но было выявлено несколько случаев семейного шванноматоза, в отличие от НФ1 и НФ2, аутосомно-доминантных и высокопенетрантных.
При шванноматозе основным молекулярным нарушением является несовместимый с НФ1 или НФ2 тип инактивации соматического гена НФ2, сопровождающийся изменениями в SMARCB1 (hSНФ5/INI1) гена-супрессора опухоли в семейном заболевании.
Продолжается открытие молекулярных механизмов, лежащих в основе формирования вестибулярной шванномы (ВШ). Понимание функции мерлина и его взаимодействий с другими белками и сигнальными путями, а также регулирование нейрофиброматоза 2 типа (НФ2) гена в итоге приведет к разработке новых методов терапии вестибулярной шванномы (ВШ).
В конечном счете появятся лекарственные методы для остановки прогрессирования шванном. Это позволит предложить альтернативу нынешним вариантам наблюдения нелеченного опухолевого роста, стереотаксической лучевой терапии или хирургическому удалению.
