РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ НЕКОММЕРЧЕСКОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ГЕМАТОЛОГИЧЕСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР
На правах рукописи
ЗАХАРОВА ЕЛЕНА СТАНИСЛАВОВНА
ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ ЛЕЧЕНИЯ БОЛЬНЫХ С БЛАСТНЫМ КРИЗОМ ХРОНИЧЕСКОГО МИЕЛОЛЕЙКОЗА С УЧЕТОМ ЛЕКАРСТВЕННОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ БЛАСТНЫХ КЛЕТОК
IN VITRO
14.00.29 – ГЕМАТОЛОГИЯ И ПЕРЕЛИВАНИЕ КРОВИ
диссертация на соискание ученой степени
кандидата медицинских наук
Научные руководители:
доктор медицинских наук
доктор медицинских наук, профессор
Москва 2006г.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Содержание……………………………………………………………………….2
Список сокращений…………………………………………………...………….5
Введение…...……………………………………………………………………...6
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Молекулярный патогенез хронического миелолейкоза................11
1.2. Предполагаемые механизмы развития терминальной стадии хронического миелолейкоза ……………………………………...13
1.2.1. Значение мутаций гена р53………………………………...13
1.2.2. Амплификация онкогена BCR-ABL как возможный механизм развития лекарственной резистентности при хроническом миелолейкозе………………………………..17
1.2.3. Активация онкогена MYC………………………………....19
1.2.4. Клеточная резистентность, обусловленная точечными мутациями домена ABL…………………………………....19
1.2.5. Фармакокинетическая резистентность при бластном кризе хронического миелолейкоза...………………………….….20
1.3. Исследования устойчивости к цитостатическим препаратам in vitro…………....................................................................................22
1.3.1. Основные методы исследования лекарственной устойчивости in vitro…...................………………………..23
1.3.2. Прогностическая значимость исследований лекарственной устойчивости in vitro при лейкозах………….............…....27
1.3.3. Индивидуализация химиотерапии по результатам исследования лекарственной устойчивости in vitro….......27
1.3.4. Исследование лекарственных взаимодействий с помощью тестов in vitro..………………………………………….…...28
1.4 Современные подходы к терапии бластного криза хронического миелолейкоза…………………………………..………………………………...30
ГЛАВА 2. ПАЦИЕНТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Характеристика больных…………………………..……………......40
2.1.1 Описание исследования…...………...………………………43
2.2. Методы исследования
2.2.1Цитохимические методы ……………………………………48
2.2.2 Иммунологические исследования………………………….48
2.2.3 Методы исследования лекарственной чувствительности бластных клеток при бластном кризе хронического миелолейкоза in vitro………..……………….......................52
2.2.4 Цитогенетические исследования……………………...........55
2.3. Статистический анализ результатов исследования……...………..55
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1.Клинико-гематологическая характеристика больных……………..57
3.2.Сравнительная характеристика цитохимического и иммунологического вариантов бластного криза хронического миелолейкоза………………………….………………………............59
3.3. Характеристика лекарственной чувствительности бластных клеток у больных с бластным кризом хронического миелолейкоза in vitro……………………………………………………………….........65
3.4. Результаты терапии больных бластным кризом хронического миелолейкоза……………………………………………………....80
3.4.1. Эффективность индукционной терапии больных бластным кризом хронического миелолейкоза с помощью иматиниб мезилата..................................................................................80
3.4.2. Анализ результатов лечения больных бластным кризом хронического миелолейкоза с помощью иматиниб мезилата…..............................................................................81
3.4.3. Анализ результатов лечения больных бластным кризом хронического миелолейкоза с помощью полихимиотерапии….............................................................85
3.5. Результаты цитогенетических исследований
3.5.1. Результаты цитогенетических исследований до начала терапии………………………………………………….......91
3.5.2. Результаты цитогенетических исследований после проведенного лечения……………………………………..93
3.6. Выживаемость
3.6.1. Выживаемость больных с лимфоидным вариантом бластного криза хронического миелолейкоза…................97
3.6.2. Выживаемость больных с нелимфоидным вариантом бластного криза хронического миелолейкоза…................99
3.7. Токсичность терапии……………………………………..….......101
ГЛАВА 4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………....107
ВЫВОДЫ……………………………………………………………………....124
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………...…...125
Список сокращений
ХМЛ – хронический миелолейкоз
БК – бластный криз
ХФ – хроническая фаза
ОЛ – острый лейкоз
ФА – фаза акселерации
Pgp – Р-гликопротеин
МЛУ – множественная лекарственная устойчивость
ПХТ – полихимиотерапия
LD70 – концентрация цитостатиков in vitro, летальная для 70% опухолевых клеток
LD50 – концентрация цитостатиков in vitro, летальная для 50% опухолевых клеток
ОМЛ – острые миелоидные лейкозы
ОЛЛ – острый лимфобластный лейкоз
ЛБК ХМЛ – лимфоидный вариант БК ХМЛ
НБК ХМЛ – нелимфоидный вариант БК ХМЛ
ПКГР – полная клинико-гематологическая ремиссия
ПЦО – полный цитогенетический ответ
БЦО – большой цитогенетический ответ
ЦГО – цитогенетический ответ
АСТ – аспартаттрансаминаза
АЛТ – аланинтрансаминаза
ВГН – верхняя граница нормы
ECOG – Eastern Cooperative Oncology Group – Восточная Кооперативная Онкологическая Группа
МЦО – малый цитогенетический ответ
МКА – моноклональные антитела
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования
Устойчивость опухоли к действию цитостатических препаратов – одна из основных проблем в лечении гемобластозов. Хронический миелолейкоз (ХМЛ) представляет собой клональное миелопролиферативное заболевание, которое характеризуется на первых этапах относительно доброкачественным течением, однако в конечном итоге неизбежно трансформируется в злокачественный процесс – бластный криз [28, 90, 103].
В этой стадии хронического миелолейкоза происходит накопление незрелых опухолевых клеток, высоко резистентных к химиотерапии. Цитостатическое лечение бластного криза ХМЛ (БК ХМЛ) недостаточно разработано и отличается невысокой эффективностью. Так, при нелимфоидном варианте БК ХМЛ применение стандартных химиотерапевтических режимов позволяет добиться ответа лишь у 7% больных. При лимфоидном БК ХМЛ процент ответов выше - 42%. Однако, длительность терминальной стадии остается короткой и составляет в первом случае 4 месяца, во втором – 10 месяцев [170].
Результаты патогенетической терапии ХМЛ с помощью ингибиторов тирозинкиназ в терминальной стадии по данным литературы несколько лучше [55, 66, 159], однако, собственный опыт лечения больных иматиниб мезилатом нуждается в обощении.
Лекарственная устойчивость при БК ХМЛ, несомненно, является многофакторной. Методы количественного определения устойчивости к цитостатическим препаратам in vitro с помощью краткосрочного культивирования бластных клеток крови и костного мозга больных [15, 140, 142, 154] позволяют определить лекарственную резистентность независимо от ее механизма и отражают конечный эффект цитотоксичности. В культуре из опухолевых клеток возможно изучение эффективной комбинации химиотерапевтических препаратов в различных концентрациях, в том числе в сочетании с ингибиторами тирозинкиназ [138]. Эти исследования открывают путь для выбора наиболее целесообразных схем лечения, а в отдельных случаях – для индивидуализации терапии.
Цель настоящего исследования
Целью настоящего исследования является разработка оптимальных терапевтических режимов на основании анализа чувствительности опухолевых клеток больных бластным кризом хронического миелолейкоза к различным цитостатическим препаратам и ингибитору Bcr-Abl-тирозинкиназы иматиниб мезилату in vitro в зависимости от варианта бластного криза хронического миелолейкоза.
Задачи исследования
1. Изучить иммунофенотипические и цитохимические характеристики бластных клеток больных хроническим миелолейкозом.
2. Исследовать лекарственную устойчивость in vitro бластных клеток при бластном кризе ХМЛ в зависимости от их фенотипа к широкому спектру цитостатических препаратов и иматиниб мезилату с помощью краткосрочных культуральных методов DiSC и МТТ.
3. Сопоставить клиническую эффективность различных режимов химиотерапии, в т. ч. «агрессивных» схем, в зависимости от профиля лекарственной резистентности in vitro.
4. Определить частоту и длительность гематологических и цитогенетических ответов, выживаемости при монотерапии иматиниб мезилатом у больных бластным кризом хронического миелолейкоза и сопоставить с результатами химиотерапии.
5. Дать рекомендации по лечению больных бластным кризом ХМЛ в зависимости от цитохимических характеристик, иммунофенотипа и лекарственной чувствительности in vitro бластных клеток.
6. Проанализировать особенности ответа на полихимиотерапию и монотерапию иматиниб мезилатом в зависимости от варианта бластного криза ХМЛ.
Научная новизна
Впервые охарактеризована лекарственная устойчивость опухолевых клеток больных с различными вариантами бластного криза хронического миелолейкоза in vitro к широкому спектру химиотерапевтических препаратов и иматиниб мезилату. Оценена значимость культуральных исследований лекарственной резистентности при бластном кризе хронического миелолейкоза.
Впервые обобщен собственный опыт лечения больных бластным кризом хронического миелолейкоза с помощью иматиниб мезилата, сопоставлена эффективность патогенетической терапии и цитостатических схем (в т. ч. агрессивных режимов) у больных с лимфоидным и нелимфоидным вариантами заболевания на различных этапах терапии. Оценена и сопоставлена токсичность различных методов лечения.
На основании собственных исследований описаны цитогенетические аномалии, характеризующие клональную эволюцию у больных бластным кризом хронического миелолейкоза.
Научно-практическая значимость
Показана необходимость выделения вариантов заболевания с помощью цитохимического исследования и иммунофенотипирования бластов до начала лечения в каждом случае бластного криза хронического миелолейкоза.
На основе изучения лекарственной устойчивости бластных клеток больных бластным кризом хронического миелолейкоза in vitro выявлены разные профили химиочувствительности при лимфоидном и нелимфоидном вариантах заболевания и на разных этапах течения бластного криза. Получены обоснования для применения комбинаций винкристина, преднизолона, рубомицина и L-аспарагиназы цитостатических режимов терапии с иматинибом при лимфоидном варианте заболевания, поскольку выживаемость таких пациентов достверно увеличивается.
Показано, что при нелимфоидном варианте бластного криза хронического миелолейкоза достоверное увеличение общей выживаемости больных и уменьшение токсичности также достигается путем применения иматиниб мезилата и комбинации химиопрепаратов.
Таким образом, на основании лабораторных методов изучения лекарственной чувствительности бластных клеток даны практические рекомендации по применению оптимальных режимов терапии при различных вариантах бластного криза хронического миелолейкоза.
Объем и структура диссертации
Материалы диссертации изложены на 147 страницах машинописного текста, иллюстрированы 21 таблицей и 14 рисунками. Указатель литературы содержит 174 библиографических источника (отечественных и иностранных авторов).
Работа осуществлялась в период с июля 1996г. по май 2002г. на базе отделения химиотерапии лейкозов и патологии эритрона (научный руководитель – проф., д. м.н. ) Гематологического Научного Центра Российской Академии Медицинских Наук (далее – ГНЦ РАМН, директор – академик РАМН и РАН, профессор ). Вариант БК устанавливался у всех больных до начала лечения с помощью цитохимического метода в клинико-диагностической лаборатории ГНЦ РАМН (зав. лаб. - ) и в лаборатории гемоцитологии ГНЦ РАМН (зав. лаб. - профессор., д. м.н. ). Иммунологический вариант БК ХМЛ с помощью метода проточной цитометрии определялся на базе лаборатории экспериментальной диагностики и биотерапии опухолей (зав. лаб - профессор ) научно-исследовательского института экспериментальной диагностики и терапии опухолей Российского Онкологического Научного Центра им. (далее - НИИ ЭДиТО РОНЦ РАМН, директор - профессор ). Цитогенетические исследования проводились в кариологической лаборатории ГНЦ РАМН (зав. лаб. - д. м.н., профессор ).
Для оценки лекарственной устойчивости in vitro и ее сопоставления с клиническими данными применялись метод DiSC (аббривеатура differential staining cytotoxicity) и МТТ-анализ (на основе соли тетразолия 3-(4,5-диметилтиазол-2-ил)-2,5-дифенилтетразолий бромида – сокращенно MTT). Исследования проводились в лаборатории экспериментальной диагностики и биотерапии опухолей НИИ ЭДиТО РОНЦ РАМН.
Лечение пациентов осуществлялось в отделении химиотерапии лейкозов и патологии эритрона ГНЦ РАМН.
Статистический анализ результатов исследования проводился при участии лаборатории медицинской статистики ГНЦ РАМН (зав. – к. т.н. ).
ГЛАВА 1
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1.МОЛЕКУЛЯРНЫЙ ПАТОГЕНЕЗ ХРОНИЧЕСКОГО МИЕЛОЛЕЙКОЗА
Хронический миелолейкоз (ХМЛ) - клональное миелопролиферативное заболевание, возникающее на уровне стволовой клетки. Специфическая для ХМЛ генетическая аномалия - филадельфийская (Ph’) хромосома образуется в результате реципрокной транслокации между длинными плечами 9-й и 22-й хромосом [103, 120]. Вследствие перестройки появляется слитный ген BCR-ABL. В опытах по трансфекции этого гена мышам показано, что BCR-ABL является специфическим онкогеном, вызывающим развитие ХМЛ [27, 51, 59, 74]. У людей, страдающих ХМЛ, онкоген BCR-ABL выявляется в 100% случаев [28].
Основной продукт гена BCR-ABL - аномальный белок с молекулярной массой 210 kDa. В отличие от нормального аналога - р145, расположенного в ядре стволовой клетки, протеин р210 локализуется в цитоплазме и обладает повышенной тирозинкиназной активностью, которая максимально выражена в ABL-регионе белка [28, 87]. В цитоплазме находятся важнейшие субстраты фосфорилирования р210: протеины, являющиеся продуктами генов суперсемейств RAS, MYC, белки адгезии. При взаимодействии р210 с этими субстратами запускается каскад реакций, ведущий к трансформации нормальной стволовой клетки в опухолевую. Нарушаются процессы адгезии и контроля пролиферации со стороны стромального микроокружения [90].
Интенсивность исследований в области молекулярной биологии и патогенеза ХМЛ значительно увеличилась после создания и начала клинического использования патогенетического препарата – ингибитора Abl-тирозинкиназы STI571.
Хроническая фаза ХМЛ характеризуется массивной экспансией клеток миелоидного ряда на всех стадиях созревания. Этому процессу способствует подавление апоптоза геном BCR-ABL в зрелых клетках и клетках-предшественниках в ответ на лишение ростовых факторов, действие цитостатических препаратов, ингибиторов синтеза белка и РНК [5, 6, 94, 100, 136]. BCR-ABL-позитивные клетки могут подвергаться апоптозу при воздействии NK - и LAK-клеток [119]. Ингибитор ABL-тирозинкиназы STI571 также способен индуцировать апоптоз опухолевых клеток при ХМЛ in vitro[42].
Развитие миелоидной экспансии в хронической фазе ХМЛ может быть обусловлено повышенным пролиферативным потенциалом BCR-ABL-позитивных клеток-предшественниц. Hochhaus A. и соавт. [78] при исследовании образцов периферической крови и костного мозга 37 больных с ХФ ХМЛ обнаружили, что 10-15% CD34-позитивных клеток и 17,5% клеток с фенотипом CD34+/CD38-находились в S/G2 фазе клеточного цикла. При других миелопролиферативных заболеваниях, не сопровождавшихся экспрессией BCR-ABL, активная пролиферация не наблюдалась. Выключение ABL-тирозинкиназы с помощью STI571 приводило к полному прекращению пролиферации стволовых клеток крови у всех пациентов, а в костном мозге - у 5 из 19 больных. Пролиферативный уровень лейкозных клеток в хронической фазе ХМЛ оказывал значительное влияние на выживаемость больных [135].
В хронической фазе заболевания сохраняются стволовые клетки поликлонального Ph’-негативного гемопоэза (22). Клетки нормального Ph’-негативного гемопоэза репопулируют костный мозг в результате эффективной терапии препаратами интерферона-α [44].
1.2. ПРЕДПОЛАГАЕМЫЕ МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ ТЕРМИНАЛЬНОЙ СТАДИИ ХМЛ
Известно, что хроническая фаза ХМЛ через 2-8 лет от момента диагностики неизбежно трансформируется в бластный криз. Молекулярные процессы, которые вызывают утрату способности клеток-предшественниц ХМЛ к дифференцировке, неизвестны. Для бластного криза (БК) ХМЛ характерна морфологическая картина острого лейкоза с постепенным исчезновением промежуточных форм. Эта стадия ХМЛ характеризуется значительной резистентностью к любым видам современной терапии. Предполагается, что в развитии БК ХМЛ играют роль определенные неслучайные события, способствующие трансформации ХМЛ в терминальную стадию. До 80% больных с БК ХМЛ имеют дополнительные хромосомные аномалии, которые могут усиливать генетическую нестабильность популяции стволовых клеток и способствовать селекции наиболее резистентных клонов [90].
Значительная лекарственная устойчивость БК ХМЛ к современным терапевтическим режимам позволяет предположить, что в ее развитии принимают участие многие факторы, способствующие развитию резистентности как на клеточном, так и на популяционном уровне. Очевидно, что специфические хромосомные изменения, влияющие на процессы трансформации в терминальную стадию, также способствуют формированию лекарственной устойчивости опухолевых клеток к широкому спектру стандартных цитостатических средств и новых селективных препаратов.
1.2.1 Значение мутаций гена р53
Ген р53, локализованный на коротком плече хромосомы 17, кодирует ядерный ДНК-связывающий фосфопротеин. Нормальный "дикий" тип белка р53 является важнейшим регулятором процессов пролиферации, апоптоза и репарации ДНК [1, 63, 88, 147]. Это многофункциональный протеин, который играет значительную роль в поддержании генетической стабильности клеток, предотвращая накопление мутаций.
Биологическое значение мутаций р53
Мутации гена р53 - частое событие при самых различных опухолях человека, что указывает на важную роль белка р53 в канцерогенезе, и в том числе и в лейкозогенезе. Основная часть мутаций затрагивает центральный регион гена, где расположены 4 консервативных домена, отвечающих за последовательное специфическое связывание ДНК [46]. Наиболее частый путь инактивации р53 - точечные мутации, в результате которых образуются дефектные протеины с заменой одной аминокислоты. [37].
В результате интенсивных фундаментальных исследований по молекулярной биологии р53 было показано, что клетки с нарушенной функцией р53 вследствие бесконтрольного деления приобретают множественные генетические повреждения, которые фиксируются в геноме и способствуют спонтанному образованию опухолей. Формирующаяся в результате значительная мутабельность может вызывать снижение фунцкии генов-супрессоров опухолевого роста и дальнейшую опухолевую прогрессию [29, 30, 46, 47].
Клиническое значение мутаций р53
При БК ХМЛ частота хромосомных перестроек, затрагивающих ген р53, выше, чем при других лейкозах. Изохромосома 17 выявляется в среднем у 15-30% больных БК ХМЛ [60, 105]. Согласно более ранним исследованиям наличие изохромосомы 17 в сочетании с филадельфийской хромосомой считалось неблагоприятным прогностическим фактором в отношении ответа на терапию и выживаемости [67].
В рамках концепции кинетической резистентности при ХМЛ генетическая нестабильность опухолевых клеток опосредуется онкогеном BCR-ABL и дополнительными мутациями р53, приводящими к бесконтрольной пролиферации [90]. Для БК ХМЛ, так же, как и для резистентных форм острых лейкозов, характерен феномен быстрого обратного роста опухоли - "regrowth resistance" [112, 113]. Предполагается, что доминирующая популяция опухолевых клеток высоко чувствительна к лечению и поэтому элиминируется, но в резидуальных бластах, находящихся в фазе G0 и переживающих лечение, происходят мутации, ведущие к формированию лекарственной устойчивости и фиксирующиеся в геноме. Пролиферативный потенциал резидуальных опухолевых клеток может повышаться вследствие инактивации р53 «дикого» типа и его респонсивных элементов - генов р21 и gadd45, контролирующих репликацию ДНК [46]. Терапия STI571 в терминальной стадии ХМЛ приводит к избирательному уничтожению чувствительных BCR-ABL-позитивных клеток, но клоны с дополнительными генетическими аномалиями могут репопулировать костный мозг, что также является следствием быстрого обратного роста опухоли.
Кластерная амплификация гена BCR-ABL и его интеграция с коротким плечом аномальной хромосомы 17 может способствовать трансформации ХМЛ в терминальную стадию [95].
Нестабильность генома отражается в появлении таких атипичных хромосомных аномалий, как трисомии хромосом 22, 13, 21, 10, 11, 14, 15, 19, 1, 4, 9, 12, 17, 18; дополнительные транслокации t(1;1) (p12;q12), t(6;8) (q16; p21), t(3;21) (q27;q22), t(17q; 18q); дупликации хромосом 1, 2 и 7; делеции хромосом 7, 11, 21, инверсии хромосом 3, 7, 9 [48]. Необходимо отметить, что указанные аберрации появлялись не как самостоятельные, а как дополнительные и сравнительно редкие находки. Наличие множественных хромосомных перестроек не уменьшало выживаемость больных по сравнению с теми пациентами, у которых обнаруживалась лишь одна дополнительная цитогенетическая аномалия. Авторы отмечают, что хромосомные аберрации достоверно чаще (р=0,04) выявляются при нелимфоидном бластном кризе ХМЛ. Полагают, что наличие клональной эволюции ухудшает прогноз в отношении выживаемости [48].
За последние 10 лет появились новые данные относительно клинических особенностей ХМЛ с изохромосомой 17. Еще в 1988г. Было отмечено, что наличие изохромосомы 17 у больных в ФА ХМЛ перед аллогенной трансплантацией не увеличивает риск развития рецидива после ТКМ [116]. Данная цитогенетическая аномалия оказалась характерной исключительно для нелимфоидного варианта БК ХМЛ и была связана с предшествующей фазой акселерации и базофилией. Медиана выживаемости пациентов с перестройками 17 хромосомы не отличалась от медианы выживаемости больных с отсутствием данной мутации [52].
Эти данные не вполне согласуются с концепцией агрессивности опухолей, несущих мутантный протеин р53. Однако, данные современной литературы позволяют сделать вывод, что клиническая значимость р53 как прогностического фактора остается неясной, и трактовать ее следует лишь в сочетании с другими показателями. Это обусловлено несовершенством методики определения экспрессии и функциональной активности протеина, отсутствием стандартов. Также требуется анализ значительно большего объема клинического материала [38, 149]. Мутации р53 могут локализоваться более чем в 100 различных кодонах, что способствует формированию определенной, не всегда одинаковой биологической активности р53. Существуют данные как о позитивных, так и негативных корреляциях между мутациями р53, апоптозом и лекарственной устойчивостью при различных гематологических нозологиях.
1.2.2. Амплификация онкогена BCR-ABL как возможный механизм развития резистентости при ХМЛ.
Нормальный ген ABL в клетке выполняет функцию гена-супрессора опухолевого роста. В активном состоянии его продукт - белок - связывается с pRb (протеином ретинобластомы), что приводит к остановке клеточного цикла. При ХМЛ вследствие делеции ген ABL утрачивает эту функцию [162, 166]. Клетки хронической фазы ХМЛ характеризуются повышенным уровнем мутаций, чему способствует нарушение контроля со стороны стромального микроокружения [90].
В случае ХМЛ инициальное онкогенное событие - формирование гена BCR-ABL - вероятнее всего обусловливает и дальнейшее прогрессирование заболевания. По мере трансформации ХМЛ в терминальную стадию наблюдается значительное уменьшение и утрата полных гематологических ремиссий и цитогенетических ответов, их длительности. В клеточных линиях показано, что по мере трансформации в терминальную стадию наблюдается спонтанная амплификация гена. Она происходит либо самостоятельно, либо за счет удвоения Ph’-хромосомы. Это подтверждается при культивировании Ph’-позитивных клеточных линий [83, 152, 157]. Приведенные выше данные свидетельствуют в пользу того факта, что ген BCR-ABL играет важнейшую роль в опухолевой прогрессии ХМЛ.
Селективная терапия STI571, выключающая функции ABL-тирозинкиназы, способна индуцировать ремиссии у больных с БК ХМЛ даже при наличии дополнительных хромосомных аномалий, хотя продолжительность ответа остается небольшой. Как правило, до начала лечения опухолевые клетки больных чувствительны к препарату на всех стадиях заболевания [41]. Однако при длительной инкубации клеточных линий с ингибитором тирозинкиназ развивается вторичная резистентность к STI571 [84, 91]. Реактивация гена BCR-ABL вследствие его амплификации в настоящее время считается одним из возможных механизмов, вызывающих у больных БК ХМЛ резистентность к STI571 [32, 124].
Были проведены эксперименты, моделирующие лекарственную устойчивость in vitro [Gambacorti-Passerini С. et al., 84]. С помощью метода FiSH выявлена четырехкратная амплификация гена BCR-ABL в клеточной линии LAMA84R, резистентной к STI571. В клеточной линии Ba/F3, позитивной по BCR-ABL и резистентной к STI571 в результате культивирования с возрастающими концентрациями препарата, обнаружена пятикратная амплификация гена BCR-ABL, повышение уровня мРНК BCR-ABL. Количество BCR-ABL-протеина возрастало более чем в 10 раз. В лекарственно-устойчивой клеточной линии БК ХМЛ К562 после инкубации с различными концентрациями STI571 не было выявлено значимой амплификации гена BCR-ABL, однако, уровень p210BCR/ABL протеина увеличился в 2-3 раза [E. Weisberg, J. D.Griffin et al., 152].
Этот факт может частично объяснить результаты терапии STI571 при БК ХМЛ, где, несмотря на высокий процент ответов, у подавляющего большинства больных развивается рецидив через 2-5 месяцев [32, 124]. Интересно, что в некоторых резистентных к STI571 клеточных линиях после его удаления из среды через 2-3 месяца амплификация гена BCR-ABL исчезала, и чувствительность к препарату восстанавливалась [124].
Двойная Ph’-хромосома - одна из трех "главных" генетических аномалий при БК ХМЛ. Она выявляется у 25-38% больных на момент диагностики БК. Этот факт является неблагоприятным прогностическим признаком в отношении достижения ответа на терапию и выживаемости [49, 67]. Наличие двойной Ph-хромосомы, особенно в сочетании с трисомией хромосомы 8, уменьшает вероятность ответа на терапию STI571 в фазе акселерации. У 30% таких больных БК ХМЛ развивается через 150 дней от начала терапии [92].
1.2.3. Активация онкогена MYC
Трисомия хромосомы 8 - наиболее часто встречающаяся дополнительная генетическая аномалия, которая обнаруживается у 29-36% больных в сочетании с Ph’-хромосомой при трансформации в терминальную стадию ХМЛ [49, 67]. Данная мутация может быть ассоциирована с гиперэкспрессией онкогена MYC, локализующегося на длинном плече хромосомы 8. Его продукты - цитоплазматические протеины - участвуют в каскаде реакций, запускаемых ABL-тирозинкиназой, что способствует клеточной пролиферации, независимой от регулирующего влияния ростовых факторов. Роль онкогена MYC в эволюции ХМЛ остается неясной, так как наряду с увеличением пролиферативного потенциала клеток экспрессия MYC активирует апоптоз, в том числе опосредуемый протеином р53 [3, 35, 88]. Однако, как уже было отмечено выше, несмотря на проапоптотическую активность MYC, обнаружение трисомии 8 одновременно с филадельфийской хромосомой у больных с БК ХМЛ значительно ухудшает прогноз[49, 67].
1.2.4. Клеточная резистентность, обусловленная точечными мутациями домена Abl
Еще один возможный механизм развития лекарственной устойчивости к STI571 – точечные мутации гена BCR-ABL в Abl-домене, приводящие к замене треонина на изолейцин в аминокислотном остатке 315, который расположен в АТФ-связывающем регионе Abl-тирозинкиназы. В результате нарушается «захват» иматиниб мезилата опухолевыми клетками [31]. Этот механизм был ведущим у 6 из 9 исследованных больных, проявивших клиническую резистентность к иматиниб мезилату [45]. Французская группа исследователей показала, что данная мутация обнаруживалась у 3 больных из– в ХФ и 8 - в ФА), резистентных к терапии иматиниб мезилатом, в том числе и в хронической фазе заболевания [117]. На момент диагностики ни у кого из больных не удалось обнаружить данную мутацию. Однако еще до начала лечения единичные опухолевые клетки у больных во всех стадиях ХМЛ содержали впервые выявленные новые генетические поломки, приводящие к замене фенилаланина в точке 311 на лейцин и метионина в аминокислотном остатке 351 на треонин. Более того, в процессе лечения иматиниб мезилатом с помощью ПЦР обнаружено клональное преимущество клеток, несущих вышеописанные мутации. Интересно, что при исследовании клеток 24 больных с помощью метода in situ гибридизации амплификация гена BCR-ABL не обнаруживалась.
1.2.5. Фармакокинетическая резистентность при бластном кризе хронического миелолейкоза
В связи с активным клиническим применением ингибитора Abl-тирозинкиназы на всех стадиях ХМЛ в литературе активно обсуждаются механизмы, вызывающие устойчивость опухолевых клеток к препарату, в том числе и фармакокинетические. В качестве возможного механизма развития резистентности к STI571 при БК ХМЛ обсуждается гипотеза, что кислый α1-гликопротеин (так называемый "белок острой фазы"), синтезирующийся в печени, может связывать ингибитор Abl-тирозинкиназы в плазме и таким образом снижать его эффективную концентрацию. Уровень кислого α1-гликопротеина в плазме достоверно выше у больных на всех стадиях ХМЛ, чем у здоровых доноров. Кроме того, STI571 может подвергаться биотрансформации в печени с участием системы цитохрома р450, что приводит к функциональной инактивации препарата [40, 124].
Р-гликопротеин
Р-гликопротеин (Pgp) - белок клеточной мембраны с массой 170 кД, обладающий АТФ-азной активностью и кодируемый геном MDR-1. Pgp функционирует как насос, удаляющий чужеродные вещества из клетки, и в норме экспрессируется в гематотканевых барьерах [134]. Р-гликопротеин опосредует феномен множественной лекарственной устойчивости (МЛУ). Клетки с фенотипом МЛУ обладают перекрестной резистентностью к целому ряду цитостатических препаратов, различных по структуре и механизму действия. Pgp выявляется на бластных клетках 30-69% больных БК ХМЛ [104]. Обнаружена корреляция экспрессии функционально активного Pgp с экспрессией антигенов, характерных для предшественников и клеток ранней миелоидной дифференцировки - CD34 и CD13 [130, 139]. Pgp кодируется геном MDR-1, расположенным на длинном плече хромосомы 7 [173]. MDR-1 - стресс-индуцируемый ген, экспрессия которого может быть увеличена при воздействии рентгеновского излучения, теплового и осмотического шока, противоопухолевых препаратов, мутаций гена р53, активирующих промотор гена MDR-1 [21, 23, 53, 54, 97, 151]. Экспрессия MDR-1 гена/протеина может возникать после экспозиции цитостатических препаратов в отсутствие пролиферации опухолевых клеток и исчезать через несколько недель после отмены индуцирующего воздействия. Этот факт позволяет предположить, что появление MDR-1 гена/протеина связано с изменением фенотипа клеток, а не с селекцией резистентной опухолевой популяции [43, 83, 94].
Предполагалось, что экспрессия гена MDR-1 влияет на развитие лекарственной устойчивости при БК ХМЛ in vivo [111]. Однако, например, показала, что у 85 больных белок МЛУ обнаруживался в 30% случаев, при этом появление Pgp-позитивных клеток не всегда было связано с предшествующим лечением больных. По-видимому, в терминальной стадии ХМЛ резистентность к проводимой ПХТ в подавляющем большинстве случаев не связана с гиперэкспрессией Pgp [171].
По данным , экспрессия Pgp позволяет прогнозировать более быстрое течение БК [173].
Роль Pgp в активном транспорте из BCR-ABL позитивных клеток ингибитора Abl-тирозинкиназы нуждается в дальнейшем изучении. В резистентных к STI571 клеточных линиях ХМЛ Ba/F3.p210 и К562 не обнаружено гиперэкспрессии протеинов MDR1 и MRP1 [152]. В противоположность этому, была обнаружена повышенная экспрессия Pgp в резистентной BCR-ABL позитивной клеточной линии [Mahon F. X et al., 91].
Необходимо отметить, что резистентность к цитостатическим препаратам является мультифакторной. Как правило, сложно выделить один ведущий механизм лекарственной устойчивости в опухоли. Этот факт, по-видимому, является причиной отсутствия клинически значимых результатов при попытках преодоления резистентности с помощью модуляторов, которые избирательно воздействуют лишь на определенный механизм лекарственной устойчивости.
1.3. ИССЛЕДОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ К ЦИТОСТАТИЧЕСКИМ ПРЕПАРАТАМ IN VITRO
Клеточная лекарственная устойчивость - одна их важных причин развития резистентности больных с гемобластозами к цитостатической терапии. В настоящее время разработаны методы количественной оценки данного типа лекарственной устойчивости in vitro на момент диагностики лейкоза и при его прогрессировании. С этой целью используются краткосрочные культуры «свежих» клеток крови и костного мозга больных.
1.3.1. Основные методы исследования лекарственной устойчивости in vitro.
Первое сообщение о тестировании лекарственной устойчивости in vitro и его корреляции с результатами терапии было опубликовано Black M. M. и Speer F. D. в 1954г. Авторы инкубировали «свежие» биопсийные образцы опухолей человека в присутствии цитостатических препаратов и с помощью спектрофотометра количественно измеряли степень повреждения клеток по уровню редукции тетразолия. Исследователи отметили сопоставимость между результатами тестов in vitro и ответом больных на химиотерапию [12]. В 1977г. Hamburger A. W. и Salmon S. E. сообщили данные, в которых оценивалась лекарственная чувствительность злокачественных клеток больных с помощью метода колониеобразования [122]. Колoниеобразующие исследования были признаны "золотым стандартом" для тестирования лекарственной устойчивости in vitro. Однако, данные методы использовались для определения резистентности преимущественно при высокоагрессивных опухолях с плохим прогнозом. К тому же длительность клоногенных исследований составляла не менее 2 недель [26, 126, 144]. Эти обстоятельства вызвали временное снижение интереса к колониеобразующим тестам лекарственной устойчивости in vitro.
Однако уже в 1978г. появились первые сообщения об использовании краткосрочного 4-дневного культурального метода DiSC (differential staining cytotoxicity) для исследования резистентности к цитостатическим препаратам в «свежих» опухолевых клетках больных [153]. Тест DiSC основан на различном окрашивании «живых» и погибших клеток определенным красителем вследствие неодинаковой структурной целостности мембран этих клеток. Данный метод позволяет определить количество погибших клеток после цитотоксического воздействия препаратов, а также вычислить долю нормальных клеток в популяции, переживающей лечение [9, 15]. Была показана одинаковая чувствительность бластных клеток крови и костного мозга к химиопрепаратам in vitro [10].
В 1983 г. Mossmann Т. опубликовал данные по использованию метода МТТ для определения резистентности опухолевых клеток in vitro [99]. Он заключается в колориметрическом количественном определении клеточной выживаемости, которое основано на расщеплении МТТ (соли тетразолия) митохондриальным ферментом сукцинатдегидрогеназой ‘живых’ клеток с образованием продукта - голубого формазана, определяемого с помощью спектрофотометра. В 1988 г. Pieters R. и соавт. адаптировали данный тест для оценки лекарственной устойчивости при детских острых лейкозах [107].
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |



