Диссертация (1097599), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Отличие действия двухпрепаратов состоит в том, что трастузумаб ингибирует, главным образом,гомодимеризацию ErbB2 рецепторов и рекомендован для терапии рака груди с74амплификацией гена ErbB2. В остальном, действия трастузумаба и пертузумабасхожи – они оба направлены на ингибирование PI3K/PTEN/AKT сигнальногопути пролиферации раковых клеток. Отметим, что использование трастузумабав проведенных клинических исследованиях связано с тем, что исследуемый ЛПпертузумаб не мог быть использован в клинических испытаниях, проводимых в2009 г.
потому, что был утвержден для клинического применения только в 2013г.В Таблице 2-7 приведены характеристики 122 пациентов, проходящихкурс лечения трастузумабом и участвующих в данном исследовании. Врезультате проведенного анализа кривых Каплан-Мейера (Рис. 2-15) для 122пациентов с раком молочной железы было показано, что выживаемостьпациентов с высоким уровнем экспрессии PTEN приблизительно в 3 раза выше,чем у пациентов с низким уровнем экспресс PTEN. Полученные данныепоказывают, что чувствительность пациентов к ингибитору ErbB2 рецепторовсущественно ослабевает при уменьшении активности фосфатазы PTEN.Таблица 2-7. Клиникопатологические характеристики пациентов 122 пациентоврака молочной железы, проходящих курс лечения трастузумабомХарактеристикипациентовВозраст (лет)<50>50Нет данныхИндекс прогноза<3.43.4-5.4>5.4Нет данныхКоличествопациентовПроцент4973040.159.9024762111.638.550.89.0Log-рангвыживаемости0.4975Стадия ракаIIIIIIIVНет данныхСтадиипоражениялимфотических узловОтрицательнаяПоложительнаяНет данныхСтатусэстрогенрецепторов>33Нет данныхErbB2 статусПоложительныйОтрицательныйНет данныхХимиотерапияАнтрациклин терапияТаксан терапияНет данных0.0243564123828.752.59.82.56.60.202687921.371.37.47241959.036.67.30.0380.389032073.726.306653354.143.42.5<0.000176Рис.
2-15. Кривые Каплан-Мейера для выживаемости 122 пациентов сраком груди, проходящих курс лечения трастузумабом с низким (синяялиния) и высоким (красная линия) уровнями экспрессии PTEN.77Глава 3. Методы комбинированной онкотерапии по подавлениюлекарственной резистентностиВ данной главе представлены компьютерные методы моделирования дляразработки комбинированной лекарственной онкотерапии (КЛОТ), нацеленнойна преодоления de novo и приобретенной резистентности к лекарственнымпрепаратам,ингибиторамклеточныхрецепторов.Развиваетсяметодматематического моделирования для исследования основных механизмоврезистентности, возникающей за счет мутаций генов, кодирующих белки вPI3K/PTEN/AKT сигнальном пути раковых клеток молочной железы и яичников.Также разрабатываются компьютерные методы анализа чувствительности ирезистентности сигнальных путей к действию ЛП.
Методами компьютерногомоделирования показывается, что резистентность раковых клеток к ингибиторамклеточных рецепторов обусловлена компенсаторными механизмами сигнальныхсистем. На основе компьютерного моделирования развит метод восстановлениячувствительности PI3K/PTEN/AKT сигнальной системы с мутациями геновPIK3CA и PTEN к действию ингибиторов клеточных рецепторов. Методзаключается в модификации характеристик выходных сигналов системы придействиидополнительноголекарственногопрепарата(модификаторов).Разработанный метод для подавления резистентности к ингибиторам клеточныхрецепторов заключается в модификации выходных сигналов «мутированной»системы таким образом, чтобы восстановить исходные характеристик выходныхсигналов исходной системы, чувствительной к ингибированию рецепторногосигнала. При этом достигается синергетическое действие комбинации двух ЛП:ингибитора входного рецепторного сигнала и лекарственного препарата модификатора «мутированной» сигнальной системы.783.1.
Определение управляющего параметра PI3K/PTEN/AKT сигнальнойсистемыКак показал предыдущий теоретический анализ и экспериментальныеданные, основным управляющим элементом в данной системе является циклPIP2/PIP3, в котором синтезируется PIP3 (фосфатидилинозитол-3,4,5-трифосфат)– сигнальных липид, участвующий в начальной стадии активации AKT (Рис.
11). Этот цикл находится под управлением киназы PI3K и фосфатазы PTEN –белков, для которых обнаружена высокая частота мутаций в онкологиимолочной желез и яичников (около 30%) (Yuan & Cantley, 2008). С цельюопределения управляющего параметра PI3K/PTEN/AKT сигнальной системы,ответственногозавозникновениерезистентности,былианалитическиисследованы кинетические свойства данной подсистемы (Goltsov et al., 2011).БылиисследованыстационарныесостояниякинетическоймоделиPI3K/PTEN/AKT подсистемы, которая включает следующие реакции (см.
схемуна Рис. 1-1):k1VPI 3 K : PIP2+PI3K* PI3K*-PIP2kcat ,PI 3 K PI3K*+PIP3;(3.1)k1VPTEN ,l :VAKT :Вk2PIP3+PTEN PTEN-PIP3kcat ,PTEN PTEN+PIP2;(3.2)k2k3PIP3+AKT AKT-PIP3.(3.3)k3результатеанализастационарныхрешенийсистемыОДУ,соответствующей модели (3.1)-(3.3), было получено соотношение междустационарными концентрациями для PIP2s, AKT-PIP3s, PIP3s и PTENsK m, PI 3 Kkcat , PI 3 K PI 3K11 , PIP 2s AKTo AKT -PIP3s AKTo kcat , PTEN PTEN s K d , AKT*sK m, PTEN(3.4)где Km,i, kcat,i, Kd,i=k-i/ki - константы Михаэлиса, диссоциации и каталитическаяконстанта соответственно.
ki и k-i – константы прямой и обратной реакций.79Для приближенной оценки было принято, что стационарные концентрацииPI3Ks, PTENs и AKTs близки к их начальным концентрациям PI3K0, PTEN0 иAKT0. Тогда на основе соотношения (3.4) можно определить безразмерныйпараметр :K m, PI 3 Kkcat , PTEN PTEN o K d , AKTkcat , PI 3 K PI 3K oK m, PTENAKTovPTENvPI 3 K vAKT.(3.5)Параметр определяет баланс активностей ферментов PTEN, PI3K и AKT: vPTEN,vPI3K, и vAKT, гдеvPTEN kcat , PTEN PTENoK m, PTEN; vPI 3 K kcat , PI 3 K PI 3KoK m, PI 3 K; vAKT K d , AKTAKTo.Параметр , найденный для PI3K/PTEN/AKT подсистемы был использовандля исследования кинетики ответа всей сигнальной системы на активацию иингибирование рецепторных сигналов.
Очевидно, что введение одногопараметра для столь сложной сигнальной системы может позволить исследоватьтолько основные особенности поведения системы без детального описания всехособенностей ее ответа на внешние сигналы.Введенный параметр может изменяться в результате следующихпроцессов: 1) ингибирования ферментов, приводящего к уменьшениюэффективной концентрации ферментов несвязанных с ингибитором; 2)изменения концентрации сигнальных белков при изменении уровней ихэкспрессии; 3) изменения либо константы скорости реакции kcat, либо константыМихаэлиса Km, либо констант диссоциации Kd сигнальных белков при мутацияхгенов, кодирующих данные белки. Далее в работе будет использоватьсяпараметр =/o, нормализованный на величинуo, которая соответствуетактивности ферментов PTEN, PI3K и AKT для референтной системы вотсутствии мутаций в PI3K/PTEN/AKT сигнальной системе (=1, o =3∙104).Отклонение параметра для системы с мутациями от =1 референтной системыпозволяет оценить влияние мутаций на отклик «мутированной» системы на80действие лекарств.Введенный управляющий параметр используется вследующем разделе для исследования зависимости выходных сигналов системыот изменений кинетических параметров системы, происходящих в результатеонкомутаций и характеризующихся параметром 3.2.
Метод декомпозиции сигнальных систем и анализ выходныххарактеристик сигнальной системыС целью анализа динамического ответа сигнальной системы в работе развитметод расчета выходной характеристики системы Cout =RSN(Cin, D, PSN, t), котораяопределяет зависимость выходного сигнала системы Cout от ее входного сигналаCin (Рис. 3-1). Функция отклика RSN системы зависит от кинетических параметрови уровней экспрессии сигнальных белков PSN. Функция отклика RSN такжеопределяется концентрацией ЛП D, которые ингибируют отдельные сигнальныхбелков системы. Выходных характеристик системы RSN могут быть определеныэкспериментально путем изменения дозовых зависимостей выходного сигнала,например, концентрация фосфорилированного белка, от входного сигнала,например, концентрации рецепторных лигандов или концентрации ЛП,ингибирующих входной сигнал.Дляанализадействияразличныхлекарственныхпрепаратов,ингибирующих различные ферменты сигнальной системы, предложен методдекомпозиции полной сигнальной системы на отдельные подсистемы,являющиеся мишенями для данных ЛП.
Отклик полной сигнальной системы RSNможет быть представлен в виде функций RUSP и RDSP двух подсистем («верхней»и «нижней» на Рис. 3-1), которые являются мишенями для лекарственныхпрепаратов D1 и D2, соответственной (Рис. 3-1). Тогда функцию отклика RSN всейсистемы можно представить в виде RSN=RDSP(RUSP), где RUSP=Cout,UPS(Cin,PUSP,D1,t)81Рис. 3-1. Метод декомпозиции полной сигнальной системы наподсистемы, обладающие различными функциями отклика RUSP =Cout,USP(Cin,USP , D1) и RDSP=Cout,DSP (Cin,DSP , D2) и являющиеся мишенями дляразличных ЛП D1 и D2. На вставках справа приведены примеры функцийотклика для подсистемы 1 (USP) (A); 2 (DSP) (B) и полной системы (С).Показаны примеры функций отклика для сигнальной системы безокомутаций (черная линия), с онкомутациями (красная линия) и системыс мутациями при действии ЛП D2 (голубая линия).и RDSP=Cout,DSP(Cin,DSP,PDSP, D2,t).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
