Мультилекарственные транспортеры: общие сведения
Мультилекарственные транспортеры (МЛТ) - это белки-транспортеры, определяющие множественную лекарственную устойчивость (МЛУ). Из 48 белков суперсемейства ABC, транспортирующих лекарственные препараты (ABC-белков) человека, к МЛТ относят 10-12 членов этого семейства ( табл. 1 ) [ Szakacs, 2006 , Dean, 2005 ].
Важно, что эти белки можно разделить на две группы: транспортеры, способность которых определять МЛУ у больных и в клеточных культурах не вызывает сомнений, и транспортеры, для которых лишь в некоторых опытах in vitro было показано, что они сообщают клеткам лекарственную устойчивость [ Szakacs, 2006 ].
К первой группе принадлежат три ABC-транспортера человека - ABCB1 (Pgp) , AВСС1 (MRP1) , ABCG2 (BCRP) . Сравнение лекарственно- устойчивых культур и исходных, чувствительных к цитостатикам клеток, а также анализ материала, взятого от больных, показали, что индукторами МЛУ в большинстве случаев являются именно эти три транспортера [ Dean, 2001 ]. Однако и некоторые другие ABC-белки не так редко оказываются ассоциированными с МЛУ. Это в первую очередь AВСС2 (MRP2) . Эти четыре белка, а также результаты исследований их субстратов (противоопухолевых препаратов) представлены в табл. 2 [ Szakacs, 2006 , Dean, 2001 , Deeley, 2006 ].
Другие транспортеры, перечисленные в табл. 1 , также выкачивают из клеток различные препараты, хотя количество препаратов, связываемых этими белками, значительно меньше.
Большое количество противоопухолевых лекарств разных классов, включая новые таргетные препараты (ингибиторы киназ), выводится из клеток ABC-транспортерами ( табл. 2 ). Таким образом очевидно, что проблемы лекарственной терапии злокачественных новообразований тесно связаны с проблемами исследования AВС-транспортеров.
Из табл. 2 видно, что наибольшее количество лекарств переносит ABCB1 (Pgp) .
Одно и то же лекарство может быть субстратом разных транспортеров, однако субстратные специфичности разных ABC-транспортеров, даже наиболее близких (например, AВСС1 и AВСС2 ) различаются. Таким образом, несколько разных белков могут определять устойчивость опухолевых клеток к одному и тому же препарату.
Большая часть данных по выявлению субстратов ABC-транспортеров была получена в опытах с использованием клеточных культур. Клетки трансфицировали генами, кодирующими ABC-транспортеры (чаще всего геном MDR1 , кодирующим Pgp ), и определяли чувствительность этих клеток к лекарствам, сравнивая ее с чувствительностью родительских клеток. Поскольку эта методика имеет свои ограничения, полученные с ее помощью данные нельзя считать исчерпывающими [ Dean, 2001 ]. Например, способность Pgp транспортировать метотрексат не была обнаружена в экспериментах такого рода, но была найдена в опытах другого типа [ de Graaf, 1996 , Norris, 1996 ].
Применялись, естественно, и другие методы для выяснения вопроса о том, какие ABC-транспортеры принимают участие в МЛУ. Исследование экспрессии 48-ми AВС-транспортеров в коллекции клеточных линий Национального онкологического института США (NCI) с помощью ОТ-ПЦР (полимеразной цепной реакции с использованием обратной транскрипции) в реальном времени показало, что наблюдается достоверная корреляция между экспрессией клетками нескольких ABC-белков и понижением чувствительности клеток к цитостатикам [ Szakacs, 2004 ]. В этой работе были получены также данные, свидетельствующие о том, что не менее 30-ти ABC-белков могут способствовать снижению чувствительности опухолевых клеток к лекарствам. Применение микрочипов для сравнения транскрипции генов, кодирующих ABC-транспортеры, в резистентных и чувствительных к противоопухолевым препаратам клеточных линиях (две пары) позволило полагать, что 28-мь транспортеров могут определять лекарственную устойчивость к некоторым лекарственным препаратам или к целым классам противораковых лекарств [ Szakacs, 2006 , Annereau, 2004 ].
Поскольку функции многих AВС-транспортеров не связаны с защитой клеток от токсинов, возникает вопрос: как происходит "переключение" функциональной активности этих транспортных белков с выполнения их обычной физиологической задачи на выполнение защитной функции, поскольку ясно, что такое переключение имеется?
Функции AВС-транспортеров в организме разнообразны. Так, белками AВСВ2 и AВСВЗ (ТAР1 и ТAР2) транспортируются пептиды. Важную роль играют транспортеры этого семейства в перемещении липидов мембраны, фосфолипидов и холестерина внутри клетки и в организме. Известно, что почти половина ABC-транспортеров человека участвует в транспорте липидов, и что целый ряд наследственных болезней связан с мутациями генов, кодирующих эти белки [ van Meer, 2006 ].
Впервые связь метаболизма липидов и AВС-транспортеров была обнаружена при исследовании мышей с нокаутом гена mdr1 (Abcb4) [ Smit, 1993 ]. В желчи этих мышей отсутствовал фосфатидилхолин, в результате чего у них развивалась желтуха. Abcb4 оказался флиппазой, перемещающей фосфатидилхолин из одного слоя клеточной мембраны в другой. Найдено, что мутации этого гена у человека ведут к развитию наследственного холестаза (застой желчи). Оказалось, что AВСВ4 человека (он же Pgp3, или PGY3) может иметь отношение к лекарственной устойчивости. Этот белок, как и мышиный ортолог, транспортирующий фосфатидилхолин, при введении кодирующего его гена в культивируемые клетки может определять устойчивость к таким субстратам Pgp, как винбластин и дигоксин . Лекарственная устойчивость снималась модификаторами транспортной активности Pgp [ Smith, 2000 ].
Другой член этого же подсемейства - AВСВ11 (SPGP, BСEP) - транспортирует желчные кислоты и играет весьма важную роль в их выведении в желчь. Мутации в гене AВСВ11 также определяют семейный холестаз . Найдено, что в результате трансфекции этого гена в клетки появляется устойчивость к таксолу [ Childs, 1998 ].
Хотя трансфекция генов в клетки - достаточно искусственная модель, результаты таких опытов свидетельствуют в пользу того, что существуют ситуации, в которых один и тот же белок может выполнять не свойственные ему физиологические функции и осуществлять защиту клеток от лекарств.
