Эпигенетическая терапия
Наследуемая инактивация генов, имеющих отношение к раку, при помощи измененного метилирования ДНК и модификации хроматина привела к осознанию того, что сайленсированный хроматин может представлять собой жизнеспособную мишень для терапии. Таким образом, был разработан новый терапевтический поход под названием "эпигенетическая терапия", при котором лекарственные препараты, способные модифицировать хроматин или паттерны метилирования ДНК, используются либо по одному, либо в комбинации ( рис. 24.7 ), чтобы повлиять на терапевтический результат ( Egger et al., 2004 ).
Аналоги нуклеозидов, 5-азацитидин , 5-аза-2'-дезоксицитидин , и зебуларин , являются мощными, основанными на известных механизмах (mechanism-based) ингибиторами метилирования цитозина ДНК ( рис. 24.7 а). Эти препараты включаются в ДНК делящихся клеток после того, как в ходе метаболизма они превращаются в соответствующие дезоксинуклеозидтрифосфаты . Будучи включены в ДНК, они взаимодействуют со всеми тремя известными метилтрансферазами ДНК и образуют ковалентные промежуточные продукты, которые в конечном счете ингибируют метилирование ДНК в последующих раундах синтеза ДНК. Механизм действия этих веществ вполне понятен и их использовали в течение некоторого времени, чтобы реактивировать "молчащие" гены в культуре ткани или в моделях с ксенотрансплантациями (xenograft). Они нашли применение и при лечении некоторых гематологических злокачественных заболеваний, в частности, миелоидного диспластического синдрома ( MDS ), который является предлейкемическим состоянием, возникающим, в основном, у пожилых пациентов ( Lubbert, 2000 ; Wijermans et al., 2000 ; Silverman et al., 2002 ; Issa et al., 2004 ). Клинические реакции для пациентов с таким нарушением и с лейкемиями, которые могут развиться из предлейкемического состояния, становятся все более драматичными. Соответственно, лекарства на основе 5-азацитидина и 5-аза-2'-деоксицитидина (их клинические названия - Видаза (Vidaza) и Децитабин (Decitabine), соответственно) сейчас одобрены American Food and Drug Administration (FDA) для лечения пациентов с данными нарушениями. Зебуларин (Zebularine), который также является основанным на известных механизмах (mechanism-based) ингибитором ДНК-метилтрансфераз , находится на более ранней стадии клинической разработки. К настоящему моменту не обнаружены эффективные ингибиторы, не требующие включения в ДНК, но для клинических целей они могли бы быть более желательны, так как могли бы давать меньше побочных эффектов. Сейчас предпринимаются многочисленные попытки синтезировать и (или) обнаружить такие препараты.
Хотя было показано, что Видаза и Децитабин клинически эффективны, оказалось труднее четко установить, что мишенями действия этих лекарств являются промоторы метилированных генов. Предварительные эксперименты позволили предположить, что ген-супрессор опухоли, p15 , становится деметилированным после лечения Децитабином ( Daskalakis et al., 2002 ); однако, остается показать, действуют ли эти препараты, индуцируя экспрессию гена, или по какому-нибудь другому механизму.
Клинические испытания проходят также с использованием HDACs ( рис. 24.7 ,б). Известно несколько препаратов, способных вызывать существенное ингибирование HDACs. Некоторые из них, такие как фенилбутановая кислота или вальпроевая кислота , в течение некоторого времени использовались для лечения других заболеваний ( Marks et al., 2001 ; Richon and O'Brien, 2002 ). Эти препараты ингибируют все деацетилазы, и неясно, связана ли их эффективность в лечении определенных форм злокачественных заболеваний именно с ингибированием деацетилирования гистонов, а не с какой-либо другой реакцией. Более новые соединения, такие как субероиланилидгидроксамовая кислота ( SAHA ) и депсипептид , являются более специфичными ингибиторами гистоновых деацетилаз и показывают хорошие клинические результаты ( рис. 24.8 ). Однако, опять же, трудно быть уверенным в том, что эти лекарства действуют на пациентов только в соответствии с теоретическими механизмами.
Новейшие клинические испытания, основанные на взаимодействии хроматина с метилированием ДНК ( Cameron et al., 1999 ; Suzuki et al., 2002 ), сфокусированы на комбинировании ингибиторов метилирования ДНК и ингибиторов HDACs , в попытке использовать более низкие дозы препаратов обоих классов, но получить при этом сильный синергистический эффект. Несколько интригующих клинических испытаний проводятся в настоящее время для проверки данных гипотез, однако все еще неясно, будут ли работать эти подходы.
Хотя метод эпигенетической терапии имеет хорошую теоретическую базу, отсутствие специфичности в действии некоторых агентов дает повод дня беспокойства. Например, аналоги нуклеозидов являются неспецифическими ингибиторами ДНК-метилтрансфераз и ингибируют метилирование ДНК во всем геноме. Поэтому существует возможность непреднамеренной реактивации генов в результате такой терапии, хотя это не представляется проблемой для тех пациентов с серьезными заболеваниями, которые уже были пролечены. Точно так же, есть несколько дополнительных модификаций хроматина помимо деацетилирования, такие как метилирование ключевых аминокислот гистонов, которые потенциально могут быть мишенями для терапии. Существует, следовательно, значительная заинтересованность в поиске новых мишеней для терапии с целью активировать "молчащие" гены, и в ближайшие годы ожидаются волнующие результаты на этом поприще.
