Диссертация (Клинико-патогенетические особенности патологических процессов шейки матки, ассоциированных с папилломавирусной инфекцией), страница 6

Различные типы28модификациймогутиметьразличныерезультатывзависимостиотбиологического контекста [217].Обратимоеацетилированиепротивоположными эффектамиHATsидеацетилированиеирегулируетсяHDACs, которые пертурбируютгенетическую информацию посредством изменения хромосомной структуры,осуществляя, таким образом, доступ транскрипционных факторов к ДНК [240].

Засчет отщепления отрицательно заряженных ацетильных групп HDACs выступаютв основном транскрипционными репрессорами, стабилизируя нуклеосомальноевзаимодействие между ДНК и гистоном. HDACs также могут связываться сразличными ко-рецепторами, вызывая другие гистоновые модификации, ирегулируя таким путем другие процессы, связанные с хроматином.

Кроме того,регуляциянегистоновыхсубстратоврасширяетфункциональныйспектрацетилирования. Так, регуляторное влияние HDACs распространяется наиндукцию апоптоза, репарацию поврежденной ДНК, контроль клеточного цикла,аутофагию, метаболизм, старение и т.д. [191].Эпигенетическое отклонение от нормы включает дисрегуляцию экспрессиии/или активности HDACs, что характерно для различных опухолей [231]. В целом,HDACs способствуют развитию рака, хотя некоторые типы III класса HDACsмогут функционировать как опухолевые супрессоры [92].На основании охарактеризованных уникальных свойств HDACs в развитииопухолевых процессов было разработано множество iHDAC в качестве новыхтерапевтических стратегий для лечения рака [163,167,224].

iHDAC — группахимических веществ, которые изменяют активность HDAC и выступают какмногообещающий класс в отношении разработки противоопухолевых препаратовдля лечения различных солидных опухолей и гематологических онкологическихзаболеваний [171]. iHDAC в зависимости от их химической структуры делятся наследующие категории: hydroxamic acids, cyclic tetrapeptides, benzamides, aliphaticacids и electrophilic ketones [76, 96, 151, 152, 163, 196, 221, 222]. Эти агентыпроявляют свои ингибиторные свойства за счет различных механизмов с разнойспецифичностью и эффективностью.

Например, трихостатин А (TSA) впервые29продемонстрировал ингибирующую HDAC активность широкого спектра в Zn 2+зависимой форме [122, 242]. Suberoylanilide hydroxamic acid (SAHA) — первыйодобренный FDA iHDAC для лечения онкологических болезней, являющийсясинтетическимингибиторомвсехHDAC[130].Депсипептид[FK228]демонстрирует мощную ингибиторную активность в отношении HDAC1 и 2 [126].Эндиностат (MS-275), бензамидный iHDAC, проявляет наибольшую активность вотношении HDAC1, чем HDAC3 и HDAC8 [136].

У бутирата, алифатическойкислоты iHDAC, противоопухолевая активность была обнаружена еще до того,как стало известно, что его целью является HDAC [190]. По крайней мере дваiHDAC были одобрены FDA (SAHA и depsipeptide) для лечения рака, в то времякак многие другие являются предметом интенсивных клинических испытаний[224].Следует отметить, что апоптоз модулируется большим количествомсложных белков, включая HDACs, а удаление HDAC1 подавляет transforminggrowth factor-β1 (TGF-β1)-вызванный апоптоз, а его сверхэкспрессия — усиливает[154]. Целенаправленное удаление HDAC1 и HDAC2 ведет к увеличениюапоптоза, вызванного гиперацетилированием р53 [161]. iHDAC являютсямощными индукторами апоптоза и про- или анти-апоптозных факторов, взависимости от модуляции их мишеней.

Бутират и TSA индуцируют апоптоз сактивацией caspase-3 или стимулируют про-апоптозный протеин Bad в клеткахопухоли [198]. Лечение с помощью TSA или никотинамида, ингибиторасиртуинов, вызывает ацетилирование Ku70, что не позволяет ему связываться сBax и приводит в результате к апоптозу [108]. Ингибиция активности HDACможет обеспечивать дисрегуляцию отправной точки начала митоза [208].

Такимобразом, HDACs являются важными элементами регуляции механизмовклеточного цикла, а iHDAC прерывают прогрессирование клеточного цикла засчет взаимодействия с его регуляторами, обеспечивая остановку клеточногоцикла в определенных фазах и задержку пролиферации [133, 156, 167, 228].Оказалось, что сверхэкспрессия HDAC1 стимулирует ангиогенез, тогда какiHDAC блокируют его за счет подавления стимулирующего ангиогенез hypoxia30inducible factor 1α (HIF-1α) и сосудистого эндотелиального роста [145]. HDAC4 иHDAC6 напрямую взаимодействуют с HIF-1α. Ингибиция или падение уровняHDAC4 и HDAC6 уменьшает уровень HIF-1α [185].

TSA и SAHA способныингибировать VEGF-индуцированный ангиогенез за счет подавления VEGFиндуцированной экспрессии VEGFRs или стимуляции конкурентов VEGF [117].Оксид азота (NO) — второй ключевой фактор в ангиогенезе. TSAуменьшает уровень NO посредством подавления endothelial nitric oxide synthase(eNOS) [192]. HDAC7 формирует комплекс с HIF-1α и перемещается к ядру,усиливая транскрипционную активность HIF-1α в ответ на гипоксическоеповреждение, в результате чего происходит повышение уровня целевых геновHIF-1α,включающихVEGF[141].Другоеисследованиеописываеткардиоваскулярные патологии у HDAC7 мутантных мышей, при этом HDAC7угнетает экспрессию ММР10 за счет взаимодействия и угнетения активностиMEF21[102].ГенетическоеподавлениеHDAC7уменьшаетмиграциюэндотелиальных клеток и изменяет формирование капилляроподобных структурза счет индуцирования platelet-derived growth factor-B (PDGF-B) и его β-рецептора[174].

Депсипептид также ингибирует опухолевую неоваскуляризацию, вероятно,за счет ингибиции проангиогенных факторов, таких как EGFR, или индукцииантиангиогенных факторов, таких как von Hippel Lindau [150]. LBH589 подавляетангиогенез за счет ингибиции формирования эндотелиальной трубки и экспрессииVEGF-сигнальных факторов, таких как ангипротеин 2, сурвивин и CXCR4 [187].Таким образом, iHDAC подавляют неоваскуляризацию за счет ингибированияфакторов, способствующих ангиогенезу, или развития отклонений от нормы всигнальной регуляции ангиогенеза.С вышеуказанных позиций особого внимания заслуживают данные Liu N.,Zhao L.J., Li X.P. [158] об iHDAC, используемых в терапии РШМ в связи с ихсвойством вызывать апоптоз.

Авторами были выявлены чрезвычайно интересныевзаимосвязимеждуприменениемiHDAC,процессамиацетилирования,метилирования и апоптозом. В исследовании был выбран Trihostatin A (TSA —классический iHDAC) для исследования механизма индукции апоптоза в раковых31клетках iHDAC.

Авторы обнаружили, что iHDAC индуцируют апоптоз толькораковых клеток ШМ, а в отношении нормальных клеток данные вещества неимели цитотоксического эффекта в терапевтических дозах, 90±8,4% нормальныхклеток выжили после взаимодействия с TSA в концентрации 1 µmol/L. Крометого, iHDAC снижали уровень DNMT 3B в раковых клетках ШМ, но не внормальных клетках. Спровоцированное падение уровня DNTM 3B вызвалоинтенсивный апоптоз раковых клеток ШМ [158].Не менее интересными оказались результаты исследования Song C., Zhu S.,Wu C. [211], в котором было выявлено, что уровень экспрессии HDAC 10 былниже у пациенток с метастазами лимфатических узлов, чем у пациенток безметастазов лимфоузлов при плоскоклеточном РШМ. Усиленная экспрессияHDAC 10 в клетках РШМ значительно снизила подвижность клетки и еёинвазивность в условиях in vitro и способность к метастазированию in vivo.

Чтокасается механизма, то HDAC 10 подавляла экспрессию matrix metalloproteinase(MMP) 2 и 9 генов, которая, как известно, критически необходима дляспособности клетки к инвазии и метастазированию. На молекулярном уровнеHDAC 10 связывается со 2 и 9 промоутерными зонами ММР, уменьшая уровеньацетилированиягистонов и блокируявозможность связывания с РНК-полимеразой 2 в этой области.

Кроме того, мутантный HDAC 10, испытываянедостаток в активности деацетилазы гистонов, не выполнял функциюполновесного протеина. Результаты исследования обнаружили критическиважную роль HDAC 10 в подавлении метастазирования РШМ, подчеркиваяважность развития области поиска изомеров iHDAC для лечения больныхплоскоклеточным РШМ [211].Первоначально трихостатины были выделены из Streptomyces hygroscopicusв качестве противогрибкового антибиотика в 1976г. [224]. Спустя 10 лет былообнаружено, что трихостатин А (TSA) и его аналоги вызывают дифференцировкукрысиных эритролейкемических клеток и индуцируют гиперацетилированиегистоновых белков в наномолярных концентрациях. TSA был экстенсивно изучен;он проявлял противоопухолевую активность и вызывал дифференцировку32некоторых клеточных линий рака. Эффективная доза TSA, под воздействиемкоторой ингибируется 50% клонального роста (ED 50) в клеточных линиях РШМ(CaSki, ME 180 и SiHa), была подсчитана и колебалась между 4,3х10-8М и 9,8х108 [219].