Диссертация (1097599), страница 14
Текст из файла (страница 14)
3-2С), что88указывает на потерю чувствительности рецепторной и протеин-киназной системк действию пертузумаба.Отметим, что в данном расчете не были учтены механизмы лиганднезависимой активации рецепторной системы за счет гомодимеризации ErbB2рецепторов, которая, как предполагается, доминирует при повышенном уровнеErbB2 рецепторов в раковых клетках (Park, Neve, Szollosi, & Benz, 2008). Цельданного расчета состояла в исследовании потери чувствительности рецепторнойсистем к пертузумабу, действие которого заключается в ингибированииактивации рецепторной системы за счет подавления гетеродимеризации ErbB2 иErbB3 рецепторов.Результаты расчетов показали, что ErbB2/ErbB3 механизм активациирецепторной системыстановитьсянечувствительным (резистентным) кдействию пертузумаба при повышенном уровне ErbB2 рецепторов.
Полученныерезультаты относятся к случаю повышения уровня ErbB2 (до 10 раз), котороеможет происходить за счет транскрипционных и трансляционных механизмов(Park et al., 2008), а не за счет амплификации ErbB2 гена, что приводит квозрастанию экспрессии рецепторов больше, чем в 100 раз. Т.е. в данном расчетепредполагается, что лиганд-зависимый ErbB2/ErbB3 механизм активациирецепторной системы остается доминирующим в данной области соотношенийконцентраций рецептров ErbB2/ErbB3. В главе 5 в расчете учитывается лиганднезависимый механизм активации рецепторной системы за счет образованияактивных ErbB2/ErbB2 комплексов при высоких концентрациях ErbB2рецепторов и исследуется действие трастузумаба, лекарственного препарата,ингибирующего формирование этих комплексов в ErbB2+ раковых клетках.89Рис. 3-3.
Результаты расчета чувствительности сигнальной системыSRSS,i к начальным концентрациям ErbB2 (HER2)и ErbB3 (HER3)рецепторов (А) и к кинетическим параметрам системы (В). Черные ибелыестолбцысоответствуютчувствительностисистемывотсутствии и присутствии 100 нМ пертузумаба, соответственно.Серые столбцы – чувствительность системы при повышеннойконцентрации ErbB2 (HER2)рецепторов в присутствии 100 нМпертузумаба.С целью анализа влияния лекарственных преапаратов на чувствительностьрецепторной системы были проведены расчеты чувствительности рецепторнойсистемы RSS к входному сигналу и кинетическим параметрам системы SRSS,i, (3.5)в отсутствии и присутствии 100 нМ пертузумаба (Рис. 3-3).
Как видно изполученных данных, пертузумаб вызывает возрастание чувствительностисистемы к начальной концентрации ErbB2 (HER2) и ErbB3 (HER3) рецепторов,а также к кинетическим параметрам рецепторной системы, pi, по сравнению счувствительностью системе в отсутствии пертузумаба. Этот эффект связан спереходом системы из активного состояния с сигналом близким к насыщению ксостояниюсвыходнымненасыщеннымсигналомингибированнымлекарственным препаратом.
При ингибировании входного сигнала системастановиться более чувствительной как к входному сигналу, так и параметрамсистемы.90Переход от ненасыщенного к насыщенному выходному сигналу привозрастании концентрации ErbB2 рецепторов приводит к уменьшениючувствительности системы SRSS,i, при действии пертузумаба (серые столбцы наРис.
3-3). Следовательно, подавление ингибирующего эффекта пертузумаба приповышении экспрессии ErbB2 рецепторов вызывает переход системы вначальное активное состояние с насыщенным pErbB2 сигналом (Рис. 0-2С) инизкой чувствительностью рецепторной системы (RSS).Приведенные расчеты дозовых зависимостей pErbB2(2C4) и pAKT(2C4)показали различие в дозовых зависимостях для рецепторной и киназ-протеиннойсигнальных систем (Рис.
3-2А-С). С целью анализа соотношения междувыходными характеристиками этих двух систем, были рассчитаны ихчувствительности к действию пертузумаба SRSS и SSTS, а также чувствительностьполной сигнальной системы SSN (Рис. 0-2D). Чувствительности SRSS и SSN былирассчитаны согласно уравнениям (3.5) на основе результатов расчета дозовыхзависимостей pErbB2(2С4) и pAKT(2С4) от концентрации пертузумаба (2С4).Чувствительность SSTS рассчитывалась, как отношение SSTS =SSN/SRSS.
Как видноиз результатов расчетов, приведенных на Рис. 3-2D, чувствительностирецепторной и полной сигнальных систем перекрываются в области вышефизиологических концентраций пертузумаба (100 нМ). Полученное в расчетеотличие чувствительностей рецепторной и полной сигнальных системопределяется чувствительностью протеи-киназной сигнальной подсистемы SSN(пунктирная линия на Рис. 3-3D), особенности которой исследуются вследующем разделе.913.5. Влияние онкомутаций на выходные характеристики протеинкиназной сигнальной системыРазработаннаямодельPI3K/PTEN/AKTсигнальногопутибылаиспользована для исследования влияния различных онкомутаций на выходныххарактеристик протеин-киназной сигнальной системы (Рис.
1-1). В расчете былирассмотрены влияния мутаций генов, кодирующих фосфатазу PTEN и протеикиназы PI3K и AKT1/2, на выходной сигнал системы pAKT. Дляколичественного анализа этого влияния использовался управляющий параметра (ур. (3.4)), который определяет баланс киназной и фосфатазной активностей вPI3K/PTEN/AKT сигнальной системе.
В расчете анализировался выходнойсигнал системы pAKT(pErbB2, ) в зависимости от уровня входного сигнала,концентрации фосфорилированного рецептора pErbB2 для различных значенийпараметра . В расчете величина pErbB2 сигнала изменялась путем увеличенияконцентрации ингибитора pErbB2 рецептора, пертузумаба, от нулевойконцентрации до концентрации, при которой полностью ингибируется pErbB2сигнал. В свою очередь, параметра в расчете изменялся путем варьированияконцентрации фосфатазы PTEN. На Рис. 3-4 представлены расчётныехарактеристика отклика PI3K/PTEN/AKT сигнальной системы pAKT(pErbB2, )для семи значений управляющего параметра: 0.3 (50% PTEN); 0.5 (50% PTEN);0.7 (70% PTEN); 0.8; 0.9; 1 (значение для референтной системы) и 1.3).Полученныехарактеристикасигнальнойсистемыпозволяютпроанализировать поведение pAKT сигнала при ингибировании рецепторногосигнала pErbB2 независимо от типа ингибитора.
Для референтной системы созначением управляющего параметра =1 выходная характеристика системыпредставляет собой плавную сигмоидную функцию входного сигнала pErbB2(HER2) (Рис. 3-4). При такой выходной характеристике система проявляетчувствительность к входному рецепторному сигналу: уменьшение pErbB292сигнала при его ингибировании вызывает ингибирование выходного сигналаpAKT. При этом 80%-90% ингибирование pErbB2 сигнала при физиологическойконцентрации пертузумабом 100 нМ приводит к 80%-70% ингибированию pAKTсигнала.Рис. 3-4.
Зависимость выходного сигнала pAKT от входного сигналаpErbB2 (pHER2) PI3K/PTEN/AKT сигнального пути при различныхзначениях управляющего параметра линия 1 – 2 – 0 3 – 4– 5 – 6 – 7 – pAKT и pHER2 сигналы нормализованы к ихмаксимальным значениям.Расчеты при значениях <1 показали существенное изменение откликасистемы на ее входной сигнал. Выходная характеристика при 50%-70% потереактивностиPTENимеетвидступенчатойфункции,соответствующейпереключению системы из неактивного в активное состояние в области значенийвходногосигнала0.2.Призначениях<0.5системаобладаетгиперчувствительным характером ответа на входной рецепторный сигнал.Сигнальная система усиливает слабые входные рецепторные сигналы pErbB2 вобласти значений 0.1-0.2 до максимального выходного сигнала pAKT=1.
Вширокой области значений входного сигнала pErbB2(0.1-1) система93нечувствительна к входному сигналу: выходной сигнал pAKT=1 в областизначений 0.1-1 для входного сигнала pErbB2 система. Таким образом при <0.5система приобретает резистентность к действию ингибитора рецепторногосигнала pErbB2: ингибиторные рецептора не приводит к ингибированиювыходного сигнала pAKT системы.Рис. 3-5. 3D представление выходной характеристик pAKT(pHER2, ) вшироком диапазоне управляющего параметра >1.Таким образом при изменении управляющего параметра в сигнальнойсистеме происходит переход «чувствительность-резистентность», в результатекоторого система, обладающая чувствительностью к действию ингибитороврецепторных сигналов, переходит в режим резистентности к действиюингибиторов входного сигнала.
Состояние резистентности сигнальной системыреализуется при значениях управляющего параметра <0.5 за счет усиленияслабых рецепторных сигналов при действии ингибитора до максимальногоуровня выходного сигнала. Согласно ур. (3.4) параметр может уменьшатьсялибо при делеции и мутации гена PTEN, либо при мутации гена PIK3CA,приводящей к повышенной активности киназы PI3K, а также при повышеннойэкспрессии киназы AKT. Аналогичная выходная характеристика была полученапри уменьшении параметра вызванном активационной мутацией PIK3CA гена.94Расчет выходных характеристик pAKT(pErbB2, ) при >1 показал, чтосигнальная системаподавляет входной рецепторный сигнал и проявляетингибирующий эффект по сравнению с выходной характеристикой при =1 вовсей области значений pErbB2 сигнала (линия 7 на Рис. 3-4).
Таким образом вобласти управляющего параметра сигнальная система переходит в режимподавления входного сигнала. Все три режима функционирования сигнальнойсистемы хорошо вины на 3D представлении выходной характеристикиpAKT(pErbB2, ) в широком диапазоне управляющего параметра >1 (Рис. 3-5):режим резистентности при 1 , режим чувствительности к рецепторнымсигналам при 1 и режим подавления при >1.Рис. 3.6. Зависимость индекс резистентности сигнальной системы R90 отуправляющего параметра .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
