Диссертация (1097599), страница 21
Текст из файла (страница 21)
5-6.С целю подтверждения ингибирующего действия трастузумаб и пертузумабна разных стадиях роста опухоли было проведено сравнение теоретическихрасчетов (Рис. 5-5) с in vitro экспериментальными данными, измеренными наклеточных популяциях в течении 1 часа, когда в клетках не наблюдаетсясильного изменения экспрессии рецепторов. Эксперименты были проведены наклетки рака молочной железы MCF7 c соотношением ErbB3/ErbB2 1 и наклетках MCF7-HER2-18 c повышенной экспрессией ErbB2 рецепторов (клеткитрансфецированные ErbB2 геном). Результаты сравнения теоретических иэкспериментальных результатов показали, что пертузумаб эффективен в MCF7клетках и проявляет слабое ингибирующее действие для MCF7-HER2-18 клеток,в то время как трастузумаб проявляет ингибирующую активность в MCF7-HER218 клетках и мало эффективен для MCF7 клеток (Рис.
5-6С,D).На основе проведенных исследований можно сформулировать следующиевыводы. Метод компьютерного моделирования применен для исследованияэффекта репрограммирования клеточных сигнальных путей в результатедействия антираковых ЛП, ингибиторов клеточных рецепторов. В результатебиоинформационного анализа экспрессии более 10000 генов было показано, чтодействие ЛП вызывает активацию дополнительных сигнальных путей,приводящих к компенсации ингибирующего действия лекарства, направленногона подавления сигнальных путей, которые проявляют ингибирующуюактивность на начальной стадии терапии.
Метод применен к исследованию138действия ЛП трастузумаба, эффективного ингибитор клеточной пролиферации враковых клетках с высоким уровнем экспрессии ErbB2 рецепторов. При анализеклеток SKOV3 опухоли ксенотрансплантатных мышей с повышенным уровнемэкспрессии было обнаружено, что трастузумаб вызывает повышение экспрессиюErbB3 рецепторов, что приводит к дополнительной активации AKT и ERKсигналовпролиферациииподавлениюдействияЛП.Врезультатекомпьютерного моделирования зависимости эффективности трастузумаба ипертузумаба от соотношения клеточных рецепторов ErbB3/ErbB2 предложенмеханизм преодоления приобретенной резистентности путем комбинационнойтерапии. В работе показано, что синергетическое действие трастузумаба ипертузумаба на сигналы пролиферации клеток SKOV3 рака яичников сповышенной экспрессией ErbB2 рецепторов, обусловлено эффективнымингибированием pERK сигнала пролиферации клеток при изменении экспрессииErbB3рецептора,препаратов.индуцированногоЭффективностьданнойдействиемкомбинацииданныхлекарственныхопределяетсявысокойэффективностью трастузумаба при повышенной экспрессии ErbB2 рецепторов вначале роста опухоли.
Потеря эффективности трастузумаба происходит привозрастании экспрессии ErbB3 рецепторов в результате действия ЛП. В своюочередь, эффективность пертузумаба повышается при возрастании экспрессииErbB3 рецепторов, вызванной действием ЛП. При этом экспрессия ErbB3рецепторов является биомаркером эффективного действия пертузумаба. Такимобразом, комбинация трастузумаба и пертузумаба проявляет высокуюактивность как при повышенной экспрессии ErbB2 рецепторов, котораянаблюдается в начале роста опухоли, так и при возрастании концентрации ErbB3рецепторов, вызванной длительным действием ЛП.139Глава 6. Биомаркеры действия ингибиторов протеин-киназ прионкомутациях в PI3K сигнальной системе опухолевых клетокВ данной главе разработанная модель применяется к исследованиюэффективности действия одиночных и комбинированных ингибиторов протеинкиназ в PI3K/AKT/mTOR/S6K1 сигнальном пути (Рис.
1). В модели рассмотреныответы сигнальной сети на действия следующих ЛП: 1) ингибитора комплексаmTOR1, рапамицина; 2) ингибитора PI3K, LY294002; и 3) ингибитора двойногодействия, BEZ-235, ингибирующего комплексы mTOR1,2 и PI3K (Рис. 6-1).Проведено сравнение действий указанных ингибиторов в зависимости отмутаций в PI3K/AKT/ mTOR/S6K1 сигнальном пути для двух линий раковыхклеток яичников: в PE04 клетках без обнаруженных мутаций и A2780 клетках, вкоторой обнаружены точечных мутаций и делеции участка PTEN гена (Saito et alInt.
J. Cancer: 85, 160, 2000).Результаты моделирования действия рапамицина, LY294002 и BEZ-235 наактивацию основных сигнальных белков Ras/Raf/ERK и PI3K/AKT/mTOR/S6K1сигнальных путей в PE04 и A2780 клетках показаны на Рис. 6-1 – 6-6.Методамикомпьютерногомоделированияустановлено,чтодействиеингибиторов киназ определяется наличием отрицательных обратных связей вPI3K/AKT/mTOR/S6K1 сигнальном пути. Одна из ООС реализуется за счетактивации S6K1 киназы, которая ингибирует киназу mTOR2, что ведет кподавлению рAKT(Ser437) сигнала (Рис.
1). Другая петля ООС такжеформируется за счет активации S6K1 киназы, которая фосфорилирует субстратинсулинового рецептора, IRS1, являющийся белком-адаптером, которыйсвязывается с фосфо-сайтом ErbB2,3 рецепторов и активирует p85 субъединицуPI3 киназы. Фосфорилирование IRS1 приводит к его диссоциации от ErbB2/3140Рис. 6-1. Результаты компьютерных расчетов кинетики фосфорилированияосновных белков в Ras/Raf/ERK и PI3K/AKT/mTOR/S6K1 сигнальных путях приих активации сигнального пути HRG (черные линии) и при действиирапамицина (красные линии) для PE04 клеток.Рис.
6-2. Результаты компьютерных расчетов кинетики фосфорилированияосновных белков в Ras/Raf/ERK и PI3K/AKT/mTOR/S6K1 сигнальных путях приих активации сигнального пути HRG (черные линии) и при действииингибитора LY294002 (красные линии) для PE04 клеток.141Рис. 6-3. Результаты компьютерных расчетов кинетики фосфорилированияосновных белков в Ras/Raf/ERK и PI3K/AKT/mTOR/S6K1 сигнальных путях приих активации сигнального пути HRG (черные линии) и при действии ингибиторBEZ235 (красные линии) для PE04 клеток.Рис.
6-4. Результаты компьютерных расчетов кинетики фосфорилированияосновных белков в Ras/Raf/ERK и PI3K/AKT/mTOR/S6K1 сигнальных путях приих активации сигнального пути HRG (черные линии) и при действиирапамицина (красные линии) для A2780 клеток.142Рис. 6-5. Результаты компьютерных расчетов кинетики фосфорилированияосновных белков в Ras/Raf/ERK и PI3K/AKT/mTOR/S6K1 сигнальных путях приих активации сигнального пути HRG (черные линии) и при действии LY294002(красные линии) для A2780 клеток.Рис. 6-6. Результаты компьютерных расчетов кинетики фосфорилированияосновных белков в Ras/Raf/ERK и PI3K/AKT/mTOR/S6K1 сигнальных путях приих активации сигнального пути HRG (черные линии) и при действии BEZ235(красные линии) для A2780 клеток.143рецепторовидеградации,чтовызываетослаблениесигналавPI3K/AKT/mTOR/S6K1 сигнальном пути и образование петли ОСС pS6K1-IRS1-PI3K(Рис.
1-1).Результаты расчетов активации Ras/Raf/ERK и PI3K/AKT/mTOR/S6K1сигнальных путей и действия рапамицина на основные сигнальные белки в PE04и A2780 клетках показали, что активации pAKT в A2780 клетках более чем в 1.5раза превышает активность pAKT в клетках PE04. Это связано с частичнойпотерей активности фосфатазы PTEN при мутации гена PTEN в A2780 клетках,что ведет к повышению концентрации pAKT за счет аккумуляции PIP3 в этихклетках.Рис. 6-7. Возрастание pAKT сигнала при действии ингибитора mTOR1 киназы,рапамицина (Rap) в PE04 (А)иA2780 (Б) раковых клетках яичников. Линии 1 и2 соответствуют расчетам в отсутствии и присутствии рапамицина,соответственно.
Точки – экспериментальные данные, полученные приактивации PE04 и A2780 клеток 1 нМ HRG и при ингибировании 200 нМрапамицина.Анализ результатов расчетов также показал, что ингибирование mTOR1комплекса рапамицином приводит к существенному ингибированию двухосновных его субстратов S6K1 и 4EBP1, приводящему к подавлению трансляциибелков в раковых клетках PE04 и A2780. Вместе с тем обнаружено, что144рапамицин оказывает активирующее действие на рAKT сигнал (Рис. 6-7). Этоэффект связан с подавлением отрицательных обратных связей ppS6K1-mTOR2AKT и ppS6K1-IRS1-PI3K в результате ингибирования pS6K1 сигнала.Подавление ООС ведет к дополнительной активности PI3K за счет уменьшениястепени ингибирования mTOR2 комплекса, фосфорилирующего AKT(Ser437) ивозросшей активности IRS1.
В итоге это вызывает существенное повышениеуровня pAKT при действии рапамицина.Результаты расчетов действия ингибитора PI3K, LY294002 (Kd=0.6 мкМ),показали, что ингибирование PI3K приводит к подавлению активности основныхсигнальные белков: AKT, mTOR1, S6K1, 4EBP1 и PTEN. В теоретическихрасчетах также установлено, что LY294002 не оказывает ингибирующегодействия на RAS/RAF/ERK сигнальный путь в PE04 и A2780 клетках. Этотуказывает на отсутствие активационного взаимодействия между PI3K киназой иRAS/RAF/ERK путем, которое наблюдается в ряде опухолевых клеток приингибировании pERK сигнала в результате действии ингибитора PI3K.ВработетакжеисследованодействиеАТР-конкурентногокомбинированного ингибитора PI3K и mTOR1,2 киназ, BEZ-235, в PE04 и A2780клетках.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
