Введение к работе
з . Актуальность проблемы.
Множественная лекарственная устойчивость опухолевых клеток (МЛУ) является серьезным препятствием на пути химиотерапии злокачественных новообразований. МЛУ - это система защиты популяции клеток от множества лекарств, различающихся по химической структуре и механизму действия на клетку (Glavinas Н. et al., 2004; Ставровская А., 2000).
Транспортные белки, ответственные за МЛУ, принадлежат к суперсемейству ABC ( ATP-Binding Cassette ) транспортеров (Polgar О. et al., 2005). В клетках млекопитающих за МЛУ ответственны, в основном, два типа транспортных белков: multidrug resistance associated protein (MRP) и P-glycoprotein (P-gp). В результате работы транспортных белков клетки приобретают устойчивость к действию широкого спектра химиотерапевтических средств.
Важно отметить, что ABC транспортеры отвечают не только за выведение токсичных и вредных веществ из клетки, но и принимают участие в транспорте медиаторов, цитокинов воспалительной и иммунной системы.
МЛУ возникает в результате активации клеткой её естественных защитных механизмов. Такие механизмы посредством АТФ-зависимых транспортных белков обеспечивают интенсивное откачивание из клетки любых токсических соединений, включая химиотерапевтические препараты (Simon S.M. et al., 1994). Этот процесс существенно снижает эффективность средств, используемых для терапии бактериальных, паразитарных и грибковых инфекций, а также злокачественных новообразований.
До настоящего времени поиск лекарственных средств для преодоления МЛУ основывался на использовании принципа конкурентного ингибирования транспортных систем путем введения избыточной концентрации субстрата. Однако применение конкурентных ингибиторов для преодоления МЛУ осложняется их высокой токсичностью. Конкурентные ингибиторы одновременно подавляют активность тех транспортных белков, которые выполняют ряд жизненно важных физиологических функций. Ингибирование жизненно важных функций транспортеров приводит к токсическому поражению клеток и резкому нарастанию явлений токсикоза. В этой связи принципиальное решение проблемы создания средств преодоления МЛУ видится в использовании таких соединений, которые обладают низкой токсичностью и
4 способностью оказывать регуляторное действие на активность транспортных систем.
Среди множества лекарственных препаратов и биологически активных соединений, обладающих свойством регулирования МЛУ не обнаружено средств с достаточной специфической активностью и безвредностью. В этой связи становится, очевидно, высокая актуальность проблемы поиска средств преодоления МЛУ.
Создание эффективных средств преодоления МЛУ требует применения принципиально иных подходов к решению проблемы. Таким подходом может быть применение синтетических регуляторных пептидов, обладающих выраженным действием на показатели активности транспортных систем в зависимости от их функционального состояния. Цель работы.
Изучить регуляторное влияние и механизм действия гидрофильных гексапептидов структурной формулы: аргинил-алъфа-аспартип-лизил-валтт-тирозж-аргинш (имунофан), лизил-гистидил-гяицил-лизил-гистидил-глицин (биопоэтин), цпкло-лизил-гистидш-глицип-лизил-гистидил-глщин (циклобур-син) на АТФ-зависимые транспортные белки множественной лекарственной устойчивости опухолевых клеток. Задачи исследования:
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
-
Изучить влияние трех гексапептидов структурной формулы: аргинил-альфа-аспартил-лизил-валил-тирозил-аргинин (имунофан),лизил-гистидт-глицил-лизил-гистидш-глщин (биопоэтин), цюиіо-лизил-гистидил-глщил-лизил-гистидж-глицин (циилобурсин) на транспорт субстрата из опухолевых клеток.
-
Определить специфичность действия гексапептидов в отношении транспортных белков МЛУ.
-
Изучить влияние гексапептидов на функциональную активность различных типов транспортных белков множественной лекарственной устойчивости.
-
Определить влияние гексапептидов на чувствительность опухолевых клеток к действию цитостатических препаратов.
-
Определить влияние гексапептидов на экспрессию генов и белков МЛУ.
-
Исследовать влияние гексапептидов на экспрессию маркера силы иммунного ответа (HLA-DR), маркеров Т-лимфоцитов (CD2, CD4, CD8) и В-лимфоцитов (CD22).
-
Исследовать влияние гексапептидов на продукцию антителообразущих клеток.
Научная новизна работы:
Впервые обнаружено ранее неизвестное свойство гидрофильных гексапептидов оказывать регуляторное действие на транспортную систему МЛУ и определена избирательность их действия на отдельные классы АТФ-зависимых транспортных белков. Впервые обнаружено свойство гидрофильных гексапептидов оказывать влияние на чувствительность опухолевых клеток к действию цитостатического препарата - доксорубицина и проведена оценка возможности их применения в качестве средств преодоления МЛУ. Практическая значимость:
Практическое значение работы включает научное обоснование возможного применения гидрофильных регуляторных пептидов в качестве средств преодоления МЛУ. Разработка комплекса экспериментальных моделей изучения регуляторов МЛУ открывает возможность проведения доклинической оценки специфической активности регуляторных пептидов. В дальнейшем это позволит создать новые оригинальные препараты для преодоления МЛУ. Положения, выносимые на защиту:
-
Гидрофильные гексапептиды обладают способностью модулировать активность АТФ-зависимых транспортных белков МЛУ.
-
Гидрофильные гексапептиды обладают высокой регуляторной активностью в отношении транспортных белков МЛУ и не менее чем в 1000 раз превышают действие гидрофобных пептидов - известных ингибиторов транспортных насосов.
-
Регуляторное действие гексапептида имунофана проявляется в зависимости от функционального состояния транспортных белков МЛУ. В период транспорта субстрата гексапептид ингабирует белки АТФ-зависимой транспортной системы, а в латентный период стимулирует их активность.
-
Модулирование транспорта субстрата белками, ответственными за МЛУ под действием гексапептидов, регулируется путем изменения экспрессии транспортных белков или их активности.
-
Гидрофильные гексапептиды обладают плеотропным типом действия -восстанавливают нарушенные функции транспортной системы клетки и обладают иммунорегуляторной активностью.
-
Гидрофильные гексапептиды линейной и циклической структуры вызывают повышение чувствительности опухолевых клеток к действию цитостатического препарата в сверх низких дозах.
Публикации и апробация работы:
Материалы диссертации доложены и обсуждены на апробационной
комиссии ФГУН «ЦНИИ эпидемиологаи» Роспотребнадзора, на X Всероссийском форуме «Дни иммунологии в Санкт-Петербурге» (Санкт-Петербург, 2006), на «Объединенном иммунологическом форуме» (Санкт-Петербург, 2008). По теме диссертации опубликовано 6 научных работ, из них 1 статья. Структура и объем работы.
Диссертация состоит из оглавления, введения, обзора литературы, шести глав собственных данных, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Работа изложена на 100 листах машинописного текста, иллюстративный материал представлен 14 рисунками и 11 таблицами. Список литературы включает 122 источника (8 работ отечественных и 114 зарубежных авторов).
