[albert52]

Продолжим.

Проапоптический BAK требует дополнительного этапа дефосфорилирования в процессе активации перед взаимодействиями с проапоптотическими белками, содержащими "только BH3", и последующих конформационных изменений, которые запускают BAK-зависимый апоптоз. Исследования показали, что киназа, отвечающая за поддержание BAK в неактивной конформации, представляет собой тирозинкиназу под названием BMX, которая, как сообщается, активируется при многих типах рака, включая рак груди, рак простаты, а также рак мочевого пузыря и другие. При ингибировании ВМХ BAK переходит в дефосфорилированное «активационно компетентное» состояние, которое более склонно к активации.

Фосфорилирование проапоптотического белка BH3 BID с помощью ATM / ATR является определяющим фактором того, подвергается ли клетка апоптозу после остановки митоза. Оказавшись в фосфорилированной форме в митозе, BID является более проапоптотическим, что делает его более зависимым от взаимодействия с белками семейства BCL-2 для его ингибирования и предотвращения апоптоза. Таким образом, фосфорилирование BID «готовит» клетки к апоптозу. Если митоз успешно завершен, происходит дефосфорилирование и снижается чувствительность к апоптозу. На основе этого механизма клетки, остановленные в митозе за счет добавления ингибиторов микротрубочек, таких как пакслитаксол, в сочетании с миметиками BH3, такими как ABT-737 или Navitoclax, значительно более сенсибилизированны к апоптозу.

Отметим, что нацеливание на апоптоз для лечения рака становится все более привлекательной стратегией, поскольку в настоящее время разрабатываются агенты для запуска внешнего апоптоза посредством передачи сигналов TRAIL или для предотвращения антиапоптотической активности белков BCL-2 или белков ингибитора апоптоза (IAP). Хотя уклонение от апоптоза является одним из отличительных признаков рака, многие виды рака имеют интактные сигнальные пути апоптоза, которые, если их разблокировать, могут эффективно убивать раковые клетки.

Напомню, что апоптоз (от греческого «опадание», как листья с дерева) преимущественно протекает двумя разными путями; внешние и внутренние пути апоптоза. Внешний путь инициируется внеклеточными проапоптотическими стимулами, включая лиганды клеточной смерти из семейства цитокинов TNF, которые действуют через рецепторы смерти, расположенные на поверхности клетки. Так, активация TRAIL приводит к его агрегации (TRAIL-R) и образованию DISC, в котором прокаспаза 8 активируется и инициирует апоптоз путем прямого расщепления нижестоящих эффекторных каспаз. Добавление либо агонистических антител TRAIL-R1 / R2, либо рекомбинантного человеческого TRAIL (rhTRAIL) использовалось для запуска внешнего пути апоптоза.

Внутренний путь инициируется внутриклеточными проапоптотическими сигналами, такими как повреждение ДНК или воздействие цитотоксических агентов и регулмруется семейством белков BCL-2, вызывающих образование пор на внешней мембране митохондрий и высвобождение апоптогенных факторов, таких как цитохром c или SMAC, из митохондрий. Высвобождение цитохрома с в цитозоль запускает активацию каспазы 9 за счет образова -ния комплекса апоптосом, содержащего цитохром c / Apaf-1 / каспазу 9. SMAC способствует активации каспаз за счет нейтрализации ингибирующего действия IAP. Каспазы 8 и 9 активируют каспазу 3/7, собственно вызывающую апоптоз.

Важно отметить, что существует перекрестное взаимодействие между двумя путями апоптоза через расщепление каспазой 8 BID, что приводит к усилению сигнала смерти. За активацией каспаз находится еще один уровень регуляции белков-ингибиторов апоптоза (IAP) через SMAC. Х-связанный ингибитор апоптиза (XIAP) способен ингибировать апоптоз путем прямого связывания и ингибирования каспаз 9 и 3/7, тогда как клеточные белки IAP (cIAP) подавляют активность каспазы косвенно через свою активность убиквитинлигазы, способствуя передаче сигналов выживания.

Антиапоптотические белки, включая BCL-2, BCL-XL, MCL-1, BCL-W и BFL-1 / A1, прерывают этот проапоптотический каскад двумя способами. Во-первых, антиапоптотические белки могут связывать белки-активаторы BH3, предотвращая их взаимодействие и активацию BAX или BAK. Кроме того, антиапоптотические белки могут связываться с мономерными активированными формами BAX и BAK, у которых экспонируются их домены BH3. Это предотвращает гомоолигомеризацию BAX и BAK и, таким образом, предотвращает MOMP и апоптоз.

Так, механизм, лежащий в основе особой зависимости CLL (хронический лимфолейкоз) от BCL-2, связан с высокой экспрессией BCL-2. Однако этот обильный BCL-2 не обеспечивает достаточной защиты от дополнительной проапоптотической передачи сигналов, поскольку он уже занят большими количествами проапоптотического белка BIM. Когда миметик BH3 с небольшой молекулой, такой как венетоклакс, связывается с BCL-2, он замещает BIM, позволяя ему активировать BAX или BAK, вызывая олигомеризацию, MOMP (повышение проницаемости внешней мембраны митохондрий) и гибель клеток.

Когда раковые клетки подвергаются химиотерапии, происходит отбор по снижению чувствительности к апоптозу, что, вероятно, является важным фактором пан-резистентного фенотипа многих рецидивирующих опухолей. Апоптотическая гибель клеток обычно считается менее иммуногенной, чем другие типы гибели клеток, такие как некроз, поскольку быстрый фагоцитоз апоптотических клеток приводит к меньшему воздействию внутриклеточного содержимого на иммунную систему. Однако апоптотическая гибель клеток, тем не менее, может быть иммуногенной, возможно, за счет облегчения презентации антигена. В целом, однако, чем более быстрый и полный ответ in vivo, тем более вероятно, что основным типом гибели клеток является апоптоз, лучше всего документированный при гематологических злокачественных новообразованиях.

Профилирование BH3 - это метод, впервые разработанный для выявления опухолей, выборочно зависящих от отдельных антиапоптотических белков. Суть профилирования BH3 заключается в систематическом воздействии на митохондрии известных концентраций пептидов BH3 (имитируют проапоптотические функции белков, содержащих только BH3) и измерении полученного MOMP, который обычно рассматривается как точка необратимости апоптоза.

Например, митохондрии, чувствительные к пептиду NOXA BH3, зависят от MCL-1, а митохондрии, чувствительные к пептиду HRK BH3, зависят от BCL-XL. Так, пептид венетоклакс используется при CLL с хромосомной делецией 17p; эта делеция приводит к потере p53 и ранее предвещала очень плохой прогноз и отсутствие реакции на химиотерапию. Venetoclax, по-видимому, применяет апоптотический сигнал непосредственно к митохондриям, устраняя необходимость в передаче сигналов p53 для индукции апоптоза.

Наиболее эффективными лекарствами, которые у нас есть для больных раком, по-прежнему остаются обычные химиотерапевтические агенты. Поскольку они нацелены на повсеместные элементы, в основном ДНК и микротрубочки, не сразу понятно, почему они убивают раковые клетки лучше, чем нормальные клетки. Традиционные объяснения основываются на предположении, что скорость деления раковых клеток делает их уязвимыми для таких агентов. Однако клинические данные, подтверждающие это предположение, отсутствуют. Раковые клетки часто не делятся очень быстро in vivo по сравнению с нормальными тканями, а некоторые виды рака, такие как вялотекущие лимфомы, чувствительны к химиотерапии, а делятся очень медленно.

При рассмотрении механизмов терапевтического индекса традиционной химиотерапии рака важно признать, что чувствительность к одному агенту часто означает чувствительность к нескольким. Например, излечимость ОLL у детей зависит не только от чувствительности этого рака к стероидам, но и от его чувствительности к антрациклинам, алкилирующим агентам, алкалоидам барвинка, l-аспаргиназе и 6-меркаптопурину. Напротив, отсутствие вызванных химиотерапией ремиссий при почечно-клеточной карциноме является результатом не только устойчивости к платинам, но и устойчивости к таксанам, алкилирующим агентам, антрациклинам, алкалоидам барвинка и ингибиторам топоизомеразы. Эти наблюдения предполагают, что существует узел, который широко регулирует химиочувствительность.

Можно предположить, что этот узел представляет собой митохондриальный апоптотический путь. Одна из гипотез состоит в том, что все клетки осуществляют проапоптотическую передачу сигналов в ответ на яды ДНК или микротрубочек. Однако некоторые клетки располагаются близко к порогу приверженности апоптозу, тогда как другие располагаются дальше; первые клетки совершают апоптоз, тогда как вторые выживают.

Для проверки этой гипотезы использовалось профилирование BH3 с так называемыми неразборчивыми пептидами BH3, пептидами, которые связывают с высоким сродством все антиапоптотические белки. Чувствительность митохондрий к таким пептидам дает меру общего антиапоптотического резерва и, следовательно, близость к пороговому значению. Клетки или митохондрии, более чувствительные к этим пептидам, называются более праймированными.

В клинических экспериментах с ОМL, ОLL, CLL, множественной миеломой и раком яичников предварительное апоптотическое праймирование образцов рака пациентов предсказывало чувствительность к обычным схемам химиотерапии, предполагая, что дифференциальное праймирование было объяснением, лежащим в основе разной химиочувствительности опухолей. Более того, также обнаружено, что большинство нормальных клеток были очень плохо подготовлены к апоптозу, что дает объяснение терапевтическому индексу химиотерапии, который использовался в течение многих десятилетий.

Единственным исключением из этого наблюдения были белые кровяные тельца, которые относительно сильно праймированы. В этом отношении следует отметить, что потеря белых кровяных телец является очень частой ограничивающей дозу токсичностью большинства химиотерапевтических режимов.