Latvijas Organiskās sintēzes institūtā atrasta jauna pretvēža terapijā aktuālās multirezistences modulējoša savienojumu klase

19-12-2013

Pēc Starptautiskās Veselības Organizācijas datiem 2008. gadā pasaulē no ļaundabīgajiem audzējiem miruši 7.6 miljoni cilvēku, kas sastāda 13% no visiem nāves gadījumiem.

Ļaundabīgo audzēju terapijā plaši pielieto ķīmijterapiju. Ir radīti daudzi efektīvi ķīmijterapijas līdzekļi, notiek arī jaunu pretvēža aģentu izveide ar principiāli atšķirīgiem iedarbības mehānismiem. Standarta metožu pilnveidošana un to kombinēšana bieži dod reālu iespēju palīdzēt slimniekiem pieveikt ļaundabīgo audzēju. Tomēr, ja pacientu neizdodas izārstēt pirmajā ķīmijterapijas ārstēšanas kursā, bieži nākas saskarties ar multirezistences parādību. Šī fenomena dēļ vēža šūnas ārstēšanas procesā iegūst noturību ne tikai pret lietojamām zālēm, bet arī pret virkni citu ķīmijterapijas preparātu. Multirezistences pamatā ir pēc dabas dažādi iekššūnas mehānismi, kas tiek noteikti ģenētiskā un epiģenētiskā līmenī. Tā kā multirezistences veidošanās ir komplekss process, ko ietekmē dažādi faktori, tās novēršana vai mazināšana ir vēl neatrisināta medicīnas problēma. Pēc mehānisma atšķir klasisko jeb tipisko un netipisko multirezistenci. Klasisko multirezistenci nosaka transkripcijas aktivācija un paaugstināta ATF–atkarīgo olbaltumvielu kasetes (ABC – ATP binding cassette) funkcionālā aktivitāte. Netipiskā multirezistence saistīta ar citiem mehānismiem.

Arī Latvijā Biomedicīnas pētījumu centrā (A.Linē, J.Ērenpreisa) un Ķīmijterapijas un hematoloģijas klīnikā (S.Lejniece) tiek pētīti audzēja šūnu reprodukcijas, kā arī vēža šūnu rezistences veidošanās mehānisms genotoksiskās terapijas (ķīmijterapiju un apstarošanu) laikā, kā arī tiek veikta potenciālu zāļu mērķu raksturošana vēža cilmes šūnās.

Cilvēka genomā iekodēti ABC proteīni, no kuriem jau atrasti 49. Svarīgākie ir P–glikoproteīns (P–gp), MRP1 (multirezistences asociētais proteīns) un BCRP1 (krūts vēža rezistences proteīns), kuri arī samazina pretvēža terapijas efektivitāti vairumam audzēju. Ir zināms, ka ķīmijterapijas līdzekļi saistās pie šiem transporta proteīniem (tie tiek uzskatīti par transporta proteīnu substrātiem) un tos aktivizē. Tiem piesaistās arī ATF, kas hidrolizējas, atbrīvojot enerģiju, un tādā veidā ļauj transporta proteīnam izmainīt konfigurāciju, lai izvadītu ķīmijterapijas līdzekli no šūnas. Tādā veidā samazinās zāļu vielas iekššūnas koncentrācija un ķīmijterapijas efektivitāte.

No neskaitāmajiem mēģinājumiem (ieskaitot P–gp transkripcijas kontroli) pārvarēt multirezistenci visperspektīvākā pieeja ir tādu multirezistences modulatoru izstrāde, kas spēj inhibēt vai “nomierināt” aktivizētos transporta proteīnus. Kā P–glikoproteīna inhibitorus jau vairāk kā 30 gadus pēta dažādas vielu grupas, tai skaitā Ca2+ jonu kanālu blokatorus: verpamilu, tiapamilu, prenilamīnu, arī 1,4–dihidropiridīnus – azidopīnu, iodopīnu, nikardipīnu, manidipīnu. Trešās fāzes klīniskās pārbaudes parādījušas neviennozīmīgus, pārsvarā negatīvus rezultātus gan ar verapamilu, gan ar citiem preparātiem. Visvairāk ir pētīts verapamils, bet to lietojot, piemēram, kopā ar vinkristīna/doksorubicīna/deksametazona ķīmijterapijas kombināciju, preparāts izrādījies kardiotoksisks. Bez verapamila nav ziņu par kāda cita multirezistences inhibitora plašu lietošanu medicīniskajā praksē. Pēdējos 4–5 gados kā potenciāliem multirezistences modulatoriem īpaša uzmanība pievērsta 1,4–dihidropiridīniem, kas galvenokārt pazīstami kā Ca2+ kanālu blokatori ar paaugstināta asinsspiediena pazeminošām īpašībām. Tās var radīt blaknes, bet ir konstatēts, ka multirezistences inhibēšanu uzrāda arī tādi 1,4–dihidropiridīnu atvasinājumi, kam nav bloķējošas iedarbības uz Ca2+ jonu kanāliem, un tādēļ paver jaunas perspektīvas multirezistences novēršanas aģentu izstrādē.

Pateicoties Eiropas Reģionālās attīstības fondam, mēs projekta 2010/0227/2DP/2.1.1.1.0/10/APIA/VIAA/072 “Aktuālu pretvēža preparātu multirezistences modulatoru dizains” ietvaros varējām piedalīties multirezistences problēmas risināšanā.

Latvijas Organiskās sintēzes institūtā ir ilgstoša pieredze 1,4–dihidropiridīnu kā priviliģētas struktūras modificēšanā, panākot vēlamās bioloģiskās īpašības un novēršot blaknes. Mūsu iepriekšējie pētījumi bija parādījuši, ka 1,4–dihidropiridīnu atvasinājumiem ir organellotropas īpašības, tos var lietot ārstniecības vielu pastiprinātam un mērķtiecīgam transportam šūnās. 1,4–Dihidropiridīna cikls ir visai izdevīgs plašai un mērķtiecīgai savienojumu grupu sintēzei: var iegūt savienojumus ar ievērojami izmainītām lipofilām, hidrofilām, skābju, bāzu un stēriskām īpašībām. Šajā projektā izmantojām zāļu konstruēšanas racionālo pieeju – struktūranaloģiju ar zināmām zālēm. Tā kā daļēji labi sevi ir rekomendējuši verapamils (visvairāk klīnikās pētītais multirezistences modulators) un tā atvasinājumi (piem., tiapamils), dizainējot verapamila līdziniekus atbilstoši fragmentu kombinācijas pieejai, no verapamila molekulas paņēmām tās galos esošās metoksifenilgrupas, kurām varētu būt būtiska nozīme, lai molekulas uzrādītu multirezistenci inhibējošo aktivitāti.

Izmantojot dažus zāļu fragmentu kombinācijas principus, tika sintezētas un izpētītas verapamila un daļēji hidrētu azīnu, tai skaitā radniecīgo policiklisko heterociklu, kombinācijas, kopumā vairāk kā 200 jauni savienojumi. Vispirms tika izveidots farmakoforais modelis, kas sastāvēja no 1,4–dihidropiridīna cikla kā savienotājposma (linkera) un vismaz divām metoksifenilgrupām. Šie modificētie 1,4–dihidropiridīnu rindas savienojumi vairāk kā 2 reizes pārspēja verapamila aktivitāti, tika konstatētas šī farmakoforā modeļa pirmās struktūras aktivitātes likumsakarības.

Tā kā multirezistences modulatorus būs jālieto kombinācijā ar ķīmijterapijas preparātiem, sadarbībā ar bioķīmiķiem vispirms novērtējām jaunsintezēto savienojumumu nekaitīgumu un tālākiem pētījumiem izmantojām tikai nekaitīgas vielas, kurām LD50 >2000 mg/kg un kurām nav vai ir niecīga ietekme uz Ca2+ jonu kanāliem. Kā savienotājposmu 1,4–dihidropiridīna vietā pielietojot piridīnus, tienopiridīnus u.c. N,S–heterociklus, tika atklāts, ka tieno[2,3–b]piridīni, aizvietoti ar metoksifenilgrupām 2. un 4. vietās, aminogrupu 3. vietā un estera grupu 5. vietā vairāk kā 20 reizes pārspēj verapamilu, inhibējot 3 galvenos transporta proteīnus – P–glikoproteīnu, multirezistences asociēto proteīnu un īpaši krūts vēža rezistences proteīnu. Salīdzinot ar mūsu līdersavienojumu, pašlaik visintensīvāk pētītais un par perspektīvāko uzskatītais preparāts tarikvidars (tariquidar) ir vājāks BCRP1 gadījumā, neiedarbojas uz MRP1, bet ir apmēram 2 reizes aktīvāks kā P–gp inhibitors. Tieno[2,3–b]piridīnu klases savienojumiem pagaidām nav konstatētas blaknes un to priekšrocība ir iedarbība uz vairākiem transporta proteīniem. Ir izstrādāta ērta šo savienojumu sintēzes tehnoloģija un iesniegts patenta pieteikums.

Tādejādi, Latvijas Organiskās sintēzes institūtā atrasta jauna pretvēža terapijā aktuālās multirezistences modulējoša savienojumu klase. Finansiālā atbalsta gadījumā varētu tikt veikti padziļināti pētījumi, tikt radīts pretvēža preparātu multirezistences modulators, medikaments augstas nepieciešamības zāļu kategorijā.

Latvijas Zinātņu akadēmijas
korespondētājloceklis, Dr.chem. Aivars Krauze

Latvijas Zinātņu akadēmijas
īstenais loceklis, Dr.habil.chem. Gunārs Duburs

Powered by Elxis - Open Source CMS