Docetaxel and paclitaxel: comparison of their pharmacology and mechanisms of resistance

(1)

WPROWADZENIE

Paklitaksel jest lekiem nowej generacji, wyizolowanym pierwotnie z kory cisu krótkolistnego Ta- xus brevifolia, obecnie wytwarza- nym na drodze pó³syntetycznej z igie³ cisu europejskiego Taxus baccata [1]. Docetaksel, drugi z powszechnie stosowanych tak- sanów jest pó³syntetyczn¹ po- chodn¹ 10-deacetylobakatyny III, zwi¹zku uzyskiwanego z igie³ tej samej roœliny [2]. Taksany s¹ bardzo wa¿nymi lekami, wprowadzo- nymi do lecznictwa w latach 90., o ugruntowanej pozycji w leczeniu nowotworów z³oœliwych, szcze- gólnie aktywnymi w chemioterapii raka jajnika, raka piersi, niedrob- nokomórkowego raka p³uca, no- wotworach g³owy i szyi [3–7].

G³ówny mechanizm dzia³ania przeciwnowotworowego wynika z wp³ywu na mikrotubule poprzez zwiêkszanie polimeryzacji tubuliny i hamowanie depolimeryzacji mikrotubuli. Ponadto w postulowanych mechanizmach opisywane jest oddzia³ywanie taksanów na bia³ka towarzysz¹ce mikrotubulom (MAPs) oraz bia³ka cyklu komór- kowego.

Pomimo podobieñstw w budowie chemicznej taksanów i mechanizmach dzia³ania zaobserwowano ma³e ró¿nice w profilu aktywnoœci pomiêdzy tymi lekami [8, 9], a tak¿e odmiennoœci w mechanizmach opornoœci oraz chemiowra¿liwoœci komórek nowotworowych wobec tych taksanów. Niektóre linie komórkowe nowotworów z³oœli- wych, które s¹ oporne na paklitaksel nie wykazuj¹ opornoœci w stosunku do docetakselu i odwrotnie – komórki oporne na docetaksel nie s¹ jednoczeœnie oporne na paklitaksel [10]. Obserwowane ró¿- nice stanowi¹ zachêtê do prowa- dzenia badañ klinicznych nad sto- sowaniem jednego taksanu u grupy pacjentów ze stwierdzan¹ opornoœci¹ na drugi lek.

BUDOWA CHEMICZNA P

Paakklliittaakksseell jest dwuterpenem, sk³ada siê z 14-cz³onowego pier- œcienia taksanowego z 4-cz³onowymi pierœcieniami oksetanowymi w pozycji C-4 i C-5 oraz rozbudo- wan¹ przestrzennie reszt¹ estrow¹ w pozycji C-13. Paklitaksel jest wybitnie lipofilny i nie rozpuszcza siê w wodzie [11].

Obecnie dysponujemy dwoma taksanami (paklitaksel oraz docetaksel), któ- re s¹ powszechnie stosowane w leczeniu nowotworów z³oœliwych. Leki te s¹ otrzymywane na drodze pó³syntetycznej z igie³ cisu europejskiego (Taxus baccata). Ró¿nica w budowie tych substancji dotyczy dwóch bocznych grup przy atomach wêgla 10 i 13.

G³ówny poznany mechanizm dzia³ania przeciwnowotworowego taksanów zwi¹zany jest z wp³ywem na mikrotubule poprzez zwiêkszanie polimeryzacji tubuliny oraz hamowanie depolimeryzacji mikrotubuli. Opisywane jest ponadto oddzia³ywanie taksanów na bia³ka towarzysz¹ce mikrotubulom (MAPs), bia³ka cyklu komórkowego oraz szlaki apoptozy. Paklitaksel ma nieliniow¹ farmakokinetykê wg modelu dwukompartmentowego i charakteryzuje siê zmiennoœci¹ stê¿enia leku w surowicy w zale¿noœci od podanej dawki. Natomiast farmakokinetyka docetakselu po krótkim podaniu do¿ylnym przedstawia siê liniowo wg modelu trójkompartmentowego. Opornoœæ na taksany jest wieloczynnikowa, poprzez mechanizmy zmniejszaj¹ce do- stêp leków do ich celów dzia³ania oraz obni¿aj¹ce komórkow¹ odpowiedŸ na interakcje lek/cel dzia³ania. Wœród pierwszej grupy czynników najwiêksze znaczenie w opornoœci na taksany ma wzrost ekspresji genu MDR-1 koduj¹- cego glikoproteinê P, który jest odpo- wiedzialny za wystêpowanie zjawiska opornoœci wielolekowej. W drugiej grupie czynników, które warunkuj¹ opor- noœæ na taksany najistotniejszy wp³yw maj¹ zaburzenia równowagi dynamicznej w stabilnoœci mikrotubul, zmiany iloœciowe bia³ek towarzysz¹cych mikrotubulom (g³ównie bia³ka MAP-2, bia³ka tau), zmiany w budowie tubuliny beta, wzrost mechanizmów naprawy DNA oraz zmiany w cyklu komór- kowym i szlakach reguluj¹cych apop- tozê. W pracach przedklinicznych, jak i w opublikowanych badaniach klinicznych fazy II stwierdzono zjawisko czê- œciowej krzy¿owej opornoœci pomiê- dzy taksanami. Zarówno teoretyczne, jak i kliniczne prace stwarzaj¹ prze- s³anki pozwalaj¹ce na zastosowanie jednego z taksanów w przypadku wy- stêpowania opornoœci na drugi lek tej grupy.

S³owa kluczowe: docetaksel, paklitaksel, opornoœæ wielolekowa, β-tubulina, bia³ka tau.

Docetaksel i paklitaksel:

porównanie ich budowy,

farmakologii oraz mechanizmów opornoœci

Docetaxel and paclitaxel: comparison of their pharmacology and mechanisms of resistance

Lubomir Bodnar, Gabriel Wcis³o,

Magdalena Miedziñska-Maciejewska, Cezary Szczylik

Klinika Onkologii, Wojskowy Instytut Medyczny, Warszawa

(2)

There are two well-known taxanes, that is docetaxel and paclitaxel which are frequently used in clinics.

Both drugs are obtained by chemical semisynthesis from coniferous tree Taxus baccata.

Location of two different chemical groups at carbon 10 and 13 has a main contribution to anti-cancer activity both taxanes and basic mechanisms of cytotoxicity of paclitaxel and docetaxel which rely on polymerization of tubulin without depolymerization of microtubules.

In turn, the latter mechanisms are involved in other proteins such as microtubule-associated proteins various proteins being the regulators of the cell cycle and apoptosis. Paclitaxel has a non- -linear pharmacokinetics with a two compartment model of distribution.

Docetaxel has a linear pharmacokinetics with a three compartment model of distribution. Basic scientific experiments and clinical data have shown that mechanisms of resistance are complex. All the latter mechanisms of resistance can be either considered as decreased input of drug within a cell or as worse response to therapy because of altered targeted proteins. There are various mechanisms known that play a key role in pumping the drugs out of the cell through P 170, a protein which is coded by the MDR-1 gene. The targeted proteins are considered as stable microtubules with their main chemical ingredient known as tubulin and other protein associated with microtubules (MAP, protein tau). Preclinical and clinical data taken together, have shown the cross-resistance between paclitaxel and docetaxel.

Key words: docetaxel, paclitaxel, multidrug resistance, β-tubulin, tau proteins.

Docetaksel (N-debenzyoyl- N_tert-butoxycarbonyl-10-deacetyl- taxol) ma masê cz¹steczkow¹ 807.9 i jest zbudowany z 8-cz³o- nowego pierœcienia taksanowego z 4-cz³onowymi pierœcieniami oksetanowymi w pozycji C-4 i C-5 oraz bocznego ³añcucha estrowe- go w pozycji C-13. Docetaksel jest lipofilny i nierozpuszczalny w wodzie [12].

Ró¿nica w budowie tych leków dotyczy dwóch bocznych grup przy atomach wêgla 10 i 13. Docetaksel w przeciwieñstwie do paklitakselu w pozycji przy atomie wêgla 13 ma grupê alkoksylow¹ w miejsce pod- stawnika benzamidofenylowego oraz w pozycji przy wêglu 10 grupê hy- droksylow¹ w miejsce grupy acety- lowej [13] (ryc. 1.).

W badaniach in vitro cytotoksyczny efekt taksanów jest zale¿- ny g³ównie od pierœcienia okseta- nowego oraz bocznego ³añcucha przy atomie wêgla 13. Ró¿nice strukturalne pomiêdzy docetakselem a paklitakselem w zakresie

³añcucha bocznego wp³ywaj¹ na ich w³aœciwoœci [14].

FARMAKOKINETYKA

Paklitaksel ma nieliniow¹ farma- kokinetykê wg modelu dwukompartmentowego i charakteryzuje

siê zmiennoœci¹ stê¿enia leku w surowicy w zale¿noœci od podanej dawki. Biologiczny okres pó³- trwania wynosi dla t_1/2α 27–32 min, t_1/2β 2,7–8,6 godz. [15].

Farmakokinetyka docetakselu po krótkim podaniu do¿ylnym zaleca- nej maksymalnej tolerowanej dawki (MTD) 100 mg/m² przedstawia siê liniowo wg modelu trójkompart- mentowego. Pole pod krzyw¹ stê-

¿enia leku (AUC) jest wprost pro- porcjonalne do podanej dawki i niezale¿ne od klirensu docetakselu. Lek ma du¿¹ objêtoœæ dystry- bucji, która wynosi 113 L. Docetak- sel po podaniu do¿ylnym w znacz- nym stopniu jest wychwytywany przez tkanki, w 93–94 proc. wi¹¿e siê z bia³kami osocza. Okresy po-

³owicznego pó³trwania wynosz¹ od- powiednio: t_1/2α 4–5 min, t_1/2β 36–60 min, t_1/2α 11,1 godz. [16].

MECHANIZM DZIA£ANIA Paklitaksel i docetaksel maj¹ podobny g³ówny przeciwnowotworo- wy mechanizm dzia³ania poprzez wp³yw na mikrotubule, podstawo- we sk³adniki wrzeciona podzia³o- wego. Zbudowane s¹ one z bia³- ka o charakterze dimeru, zwanego tubulin¹. Bia³ko to sk³ada siê z dwóch monomerów alfa i beta tubuliny o masie cz¹steczkowej po ok. 50 kD, odpowiedzialnych za

O

O O

O

O O

O

O OH

OH O N

H

R2

H₁C

CH₃ R1

H

CH₃ CH3

OH

Ryc. 1. Porównanie budowy docetakselu i paklitakselu Fig. 1. Comparison of structure docetaxel and paclitaxel

Budowa chemiczna taksanów. Docetaksel: R1-OC (CH3)3, R2-H; Pakli- taksel: R1-C5H5, R2-COCH3

(3)

przestrzenn¹ strukturê dimeru oraz gamma-tubuliny wykrywanej w oko- licy centromeru o mniej poznanych funkcjach. Wyró¿nia siê 6 izotypów alfa i beta tubuliny, zró¿nicowanych pod wzglêdem C-koñcowej se- kwencji aminokwasów. Analiza ekspresji tych izotypów w poszczegól- nych tkankach wykazuje ró¿nice strukturalne i funkcjonalne [17]. Na powierzchni mikrotubul wystêpuj¹ tzw. bia³ka towarzysz¹ce – MAP (ang. microtubule associated proteins), które powoduj¹ ³¹czenie siê tubulin miêdzy sob¹ [18, 19].

Obecnie znane s¹ takie bia³ka, jak:

MAP 2, MAP 4, tau, STOP oraz Mip-90 (ryc. 2.).

Paklitaksel i docetaksel stymulu- j¹ powstawanie mikrotubul oraz tworzenie siê nieprawid³owych kon- figuracji podczas mitozy, uniemo¿- liwiaj¹c rozdzia³ wrzeciona podzia-

³owego. Ponadto hamuj¹ one de- polimeracjê tubuliny, co prowadzi do gromadzenia siê w komórkach pêczków mikrotubul, czego nastêp- stwem jest zahamowanie ich reor- ganizacji. Docetaksel w porówna- niu z paklitakselem posiada 2 razy wiêksz¹ aktywnoœæ jako stabilizator mikrotubul oraz jako promotor gromadzenia siê tubuliny [20]. Konku- ruje o to samo miejsce wi¹zania mikrotubul przez dimer tubuliny, z przybli¿onym podwójnie silniej- szym powinowactwem [21, 22].

G³ównym miejscem wi¹zania w mi- krotubulach s¹ podjednostki beta- -tubuliny. W badaniach krystalogra- ficznych stwierdzono, ¿e paklitaksel w trakcie przy³¹czania siê do swoistego miejsca wi¹zania w pod- jednostce beta-tubuliny przyjmuje specjaln¹ strukturê kszta³tu litery T lub motyla. Dwa miejsca aktywne beta-tubuliny s¹ odpowiedzialne za wystêpowanie bocznej agregacji mikrotubul w protofilamenty oraz powoduj¹ pe³ne rozwiniêcie tych struktur [23]. Taksany wi¹¿¹c siê z podjednostkami beta-tubuliny zwiêkszaj¹ elastycznoœæ mikrotubul.

Bia³ka towarzysz¹ce mikrotubulom (MAPs), tworz¹ mostki pomiêdzy

mikrotubulami, wi¹¿¹c je w protofilamenty. W komórkach stopieñ wy- sycenia mikrotubul bia³kami MAPs jest w czêœci odwracalny, podob- nie jak elastycznoœæ indukowana przez taksany. Przy³¹czenie taksa- nów do MAPs zaburza wi¹zanie siê mikrotubuli pomiêdzy sob¹ [24].

Nadekspresja bia³ka tau, jednego z rodziny MAPs prowadzi do zwiêk- szonej polimeryzacji i tworzenia pêczków, co doprowadza podob- nie jak w przypadku dzia³ania tak- solu do sztywnoœci komórek [25].

Bia³ko tau ma domeny wi¹¿¹ce mikrotubule, które zawieraj¹ 3 lub 4 powtarzalne sekwencje wi¹¿¹ce.

Kiedy tubulina i bia³ko tau s¹ ³¹- czone w mikrotubule, obecnoœæ paklitakselu redukuje liczbê w³¹cza- nych cz¹steczek tau. W przypadku nieobecnoœci paklitakselu silnie wi¹-

¿¹ce miejsca bia³ka tau s¹ nasyca- ne przez jeden powtarzalny motyw dimeru tubuliny. Przy u¿yciu swoistego znacznika wobec powtarzal- nego motywu w obrêbie bia³ka tau stwierdza siê, ¿e przy³¹cza siê ono do miejsca wi¹¿¹cego paklitaksel na beta-tubulinie. Pêtla z powtarzal- nym motywem tau wykazuje podo- bieñstwo wobec d³ugiej pêtli, która wystêpuje w alfa-tubulinie równo- wa¿nej miejscu wi¹¿¹cemu taksol

w beta-tubulinie. Wed³ug Kara i wsp. [26] pêtle wi¹¿¹ce bia³ka tau stabilizuj¹ mikrotubule w podobny sposób, jak czyni to paklitaksel, chocia¿ z mniejszym powinowactwem oraz wiêksz¹ odwracalnoœci¹.

Formes i wsp. [27] badaj¹c wp³yw MAP2, tau, docetakselu i paklitakselu na polimeryzacjê tubuliny stwierdzili, ¿e docetaksel ma wiêk- sz¹ zdolnoœæ stymulacji tworzenia mikrotubul oraz mo¿e byæ zdolny do zmiany jakoœci mikrotubuli. Bia³- ko tau i MAP-2 mog¹ byæ wa¿nymi czynnikami moduluj¹cymi dzia-

³anie taksanów.

Wpływ taksanów na białka cyklu komórkowego

Wp³yw taksanów na rodzinê kinaz zale¿nych od cyklin (cdk) jest stwierdzany w ma³ym stopniu.

Obecnie poznano ok. 10 kinaz z tej rodziny, które s¹ oznaczone kolejno jako 1, 2, 3 itd. Wœród tej grupy szczególn¹ rolê odgrywa cdk1, która jest kinaz¹ bia³kow¹ przenosz¹c¹ grupy fosforanowe z ATP na ró¿ne bia³ka. W miarê kumulacji cyklin fazy G1 (cykliny D i E) nastêpuje po³¹czenie i aktywa- cja cdk1, dziêki czemu dochodzi w komórce do rozpoczêcia fazy S (indukcji replikacji DNA) i organi- A: schematyczna budowa mikrotubuli; B: budowa dimeru tubuliny:

α-tubulina, β-tubulina

Ryc. 2. Budowa mikrotubuli Fig. 2. Structure of microtubule

α β

A A

B B

(4)

zacji centrum mikrotubul. Podlega- j¹ca precyzyjnej kontroli aktywnoœæ kinaz cdk kontroluje stopieñ ufos- forylowania bia³ek pe³ni¹cych ró¿- ne i istotne funkcje komórkowe.

Nehmé i wsp. [28] stwierdzili, ¿e docetaksel indukuje fosforylacjê i inaktywacjê cdk1, która tworzy kompleks z cyklin¹ B1. Kinazowa aktywnoœæ cdk1 jest kontrolowana podczas cyklu komórkowego g³ów- nie poprzez zwi¹zanie z cyklin¹ B1. Ufosforylowana postaæ cdk1 jest nieaktywna, co prowadzi do przerwania cyklu komórkowego w fazie G2/M [29]. Odmienne wyniki otrzymali Chadebech i wsp.

[30] w badaniu przeprowadzonym na linii komórkowej raka jajnika NI- H-OVCAR-3, poddanych dzia³aniu paklitakselu, którzy stwierdzili, ¿e ten lek zwiêksza syntezê cdk1, prowadz¹c do zwiêkszenia iloœci tego bia³ka w komórce w nieufosforylowanej, aktywnej formie.

Yoo i wsp. na liniach komórko- wych raka ¿o³¹dka SNU stwierdzili, ¿e paklitaksel wywo³uje zmniejszenie aktywnoœci cdk4 i zatrzy- manie cyklu komórkowego w fazie G1-S [31].

Cykliny s¹ bia³kami, które stanowi¹ niezbêdn¹ podjednostkê re- gulatorow¹ kompleksów z cdk1

i innymi pokrewnymi kinazami. Wy- ró¿nia siê cykliny mitotyczne (klasy A i B) oraz fazy G1 (cykliny C, D i E). Cykliny mitotyczne ró¿ni¹ siê czasem pojawienia w cyklu ko- mórkowym oraz kolejnoœci¹ degradacji pod koniec mitozy. Cykliny fazy G1 s¹ aktywne we wcze- snych fazach cyklu komórkowego.

Wykryto 3 cykliny klasy D: D1, D2, D3 oraz cyklinê E. Tworz¹ one kompleksy z odpowiednimi kinazami z rodziny cdk. Michalides i wsp. [32] na linii komórkowej raka piersi MCF7 wykazali, ¿e paklitaksel indukuje przerwanie mitozy w fazie G2/M. Nadekspresja cykliny D1 zmienia wra¿liwoœæ komó- rek na paklitaksel poprzez modu- lowanie koñcowej fazy mitozy, któ- ra jest kontrolowana przez p21WAF-1/Cip-1. Wyniki tego badania wskazuj¹, ¿e nadekspresja cykliny D1 jest korzystnym czynnikiem okreœlaj¹cym wra¿liwoœæ komórek MCF7 na paklitaksel.

APOPTOZA

Jednym z postulowanych me- chanizmów dzia³ania taksanów jest wp³yw poprzez indukowanie apoptozy. Jedna z hipotez zak³ada, ¿e docetaksel i paklitaksel indukuje

fosforyzacjê genów Bcl-X (L) /Bcl- 2 i hamuje antyapoptyczne w³aœci- woœci tych genów. Efekty dzia³a- nia taksanów na szlaki transdukcji sygna³ów apoptozy przedstawia ryc. 3.

S

Szzllaakk pp5533//pp2211^W^WA^AF^F--1^{1// C}^Ciip^p--1¹.. Obni¿enie progu regulacji Bcl-2 i/lub zwiêk- szenie progu regulacji p53 i p21WAF-1/Cip-1

jest g³ównym sugero- wanym mechanizmem indukowania apoptozy przez taksany [33]. Pa- klitaksel zwiêksza indukcjê i czas – zale¿ny akumulacji p21WAF-1/cip-1

zarówno w komórkach z dzikim typem p53, jak i null p53, chocia¿

stopieñ indukcji jest wiêkszy w ko- mórkach z dzikim typem p53. Do indukcji p21WAF-1/Cip-1

i p53 potrzeb- ne jest aktywne c-raf-1 [34]. Pod- wy¿szona ekspresja p21WAF-1/Cip-1

w wyniku leczenia paklitakselem hamuje aktywnoœæ cdk1, a tak¿e inaktywuje kompleks cdk1/cyklina B [35].

S

Szzllaakk MMAAPPKK ((aanngg.. mmiittooggeenn--aaccttii-- v

vaatteedd pprrootteeiinn kkiinnaasseess))//ccddkk11 –– ccyykkllii-- n

naa AA ii BB//BBccll--22.. MAPK jest to grupa kinaz bia³kowych, uczestnicz¹- ca w przekazywaniu sygna³ów zewn¹trz- i wewn¹trzkomórkowych,

MAP/cdk1 mikrotubule

docetaksel

paklitaksel Ras/Raf

PKA I i II/

PKC mikrotubule

p53/

p21/

Bax/

Bcl-2

A A P P O O P P T T O O Z Z A A

Ryc. 3. Efekty dzia³ania taksanów na szlaki transdukcji sygna³ów apoptozy Fig. 3. Signal transduction pathways of taxanes-induced apoptosis

W

Wpp³³yyww ddoocceettaakksseelluu ii ppaakklliittaakksseelluu nnaa sszzllaakkii aappooppttoozzyy ((ooppiiss ww tteekkœœcciiee))

(5)

do których nale¿¹ bia³ka, takie jak ERK, p38, JNK oraz BMK. Pakli- taksel indukuje apoptozê poprzez hamowanie aktywnoœci MAPK oraz cdk1 w fazie G2/M, co wywo³uje wzrost tworzenia kompleksów MAP z alfa- i beta-tubulin¹ oraz wzrost fosforylacji MAP-2 [36]. Chadebech i wsp. [30] stwierdzili, ¿e w komór- kach NIH-OVCAR-3 z nadekspresj¹ genu Bcl-2 paklitaksel s³abiej wp³ywa na szlak aktywuj¹cy apop- tozê. Haldar i wsp. [37] badaj¹c dzia³anie docetakselu na liniê ko- mórkow¹ raka prostaty zaobserwo- wali znacznie zwiêkszon¹ zdolnoœæ fosforylowania Bcl-2 i indukowania apoptozy w porównaniu do takso- lu. Fosforylacja genu Bcl-2 w ob- rêbie reszt serynowych inaktywuje jego dzia³anie poprzez zapobiega- nie wi¹zaniu siê z proaptotycznym bia³kiem Bax. Bacus i wsp. [38]

podkreœlaj¹ rolê kinaz MAPK, takich jak ERK oraz p38 w indukcji apoptozy w linii komórkowej raka piersi MCF7 poddawanych dzia³a- niu paklitakselu. W tej linii komór- kowej po podaniu paklitakselu dochodzi do znacz¹cego wzrostu ak- tywnoœci kinaz MAPK oraz do przyœpieszonej apoptozy. Natomiast po zastosowaniu specyficznych in- hibitorów kinaz MAPK obserwowa- no zahamowanie apoptozy i zwiêk- szenie liczby komórek zahamowa- nych w fazie G2/M. Powy¿sza indukcja œmierci komórek linii raka piersi jest niezale¿na od aktywno- œci prawid³owego bia³ka p53. Kol- fschoten i wsp. [39] okreœlili wp³yw docetakselu na aktywacjê apoptozy w kilku liniach komórkowych raka jajnika. Badacze stwierdzili, ¿e MAPK (JNK, ERK, p38) nie s¹ bezpoœrednio odpowiedzialne za fosforylacjê Bcl-2 i indukcjê apoptozy, natomiast okreœlili rolê aktywacji caspazy-3 poprzez indukcjê fosforylacji Bcl-2 oraz apoptozy w badanych komórkach raka jajnika, które pozostaj¹ w przed³u¿o- nym zatrzymaniu cyklu komórkowe- go w fazie G2/M. Jednoczeœnie autorzy zauwa¿yli, ¿e zmiany w ekspresji p53, p21WAF-1/Cip-1, Bax

i Bcl-2 nie s¹ czynnikami predykcyjnymi w stosunku do indukcji apoptozy przez docetaksel.

S

Szzllaakk kkiinnaazzyy bbiiaa³³kkoowweejj AA ((PPKKAA)).

PKA jest kinaz¹ bia³kow¹, która uczestniczy w wielu wa¿nych funkcjach komórkowych, takich jak pro- liferacja komórki, ró¿nicowanie oraz ekspresji wielu genów. W dzia³aniu PKA wa¿ne znaczenie odgrywa cykliczny adenozynomono fosforan (cAMP), który jest bardzo istotny podczas aktywacji apoptozy. Wy- ró¿nia siê 2 podtypy kinazy bia³kowej A: typ I oraz II. Pod wp³ywem analogu cAMP (8-Cl-cAMP) u¿yte- go w badaniach na liniach komór- kowych kilku nowotworów wykaza- no zwiêkszenie aktywnoœci PKA typu II oraz zmniejszenie typu I [40–42]. Pod wp³ywem paklitakselu przerwane mikrotubule aktywuj¹ PKA, która powoduje fosforylacjê bcl-2, prowadz¹c¹ w efekcie do apoptozy [43].

S

Szzllaakk cc--RRaaff--11// RRaass// BBccll--22.. Kina- zy Raf i Ras nale¿¹ do klasy on- koprotein wi¹¿¹cych GTP. Paklitak- sel aktywuje kinazê c-raf-1, która jest zwi¹zana z fosforylacj¹ Bcl-2.

Do aktywacji c-raf-1 wymagane jest zwi¹zanie paklitakselu z tubulin¹ [44].

Mechanizmy oporności na taksany

Opornoœæ na taksany jest wieloczynnikowa, wyró¿nia siê mechanizmy zmniejszaj¹ce dostêp leków do ich celów dzia³ania oraz obni-

¿aj¹ce komórkow¹ odpowiedŸ na interakcje lek/cel dzia³ania. Do pierwszej grupy mechanizmów nale¿¹ czynniki obni¿aj¹ce kumulacjê leku, powoduj¹ce wzrost inaktywacji cytostatyku, mutacje w obrêbie genów lub zmiany ekspresji celów dzia³ania oraz powoduj¹ce wzrost wewn¹trzkomórkowej sekwestracji leku. Druga grupa, któr¹ mo¿na scharakteryzowaæ ogólnie jako mechanizmy powoduj¹ce tolerancjê komórki na wzrost poziomu uszko- dzeñ dokonywanych przez lek. Do

tych czynników zalicza siê wzrost naprawy DNA, zmiany typów uszkodzeñ w DNA, zmiany w cyklu komórkowym i œmierci komórek [45]. Mechanizmy opornoœci na taksany przedstawiono w tab. 1.

Zmiany w transporcie leków i wewnątrzkomórkowa sekwestracja leków

Wzrost ekspresji genu MDR-1 zlokalizowanego na d³ugim ramie- niu chromosomu 7 zwi¹zany jest z powstawaniem glikoproteiny P bia³ko o ciê¿arze w³aœciwym 170 kD, które jest odpowiedzialne za wystêpowanie zjawiska opornoœci wielolekowej, w tym równie¿ na taksany. Mechanizm dzia³ania tego bia³ka, wchodz¹cego w sk³ad b³on komórkowych i cytoplazma- tycznych polega na aktywnym transporcie cytostatyków, zale¿- nym od stê¿enia ATP na zewn¹trz komórki nowotworowej oraz na wewn¹trzkomórkowej sekwestracji i zamykaniu ich w wakuolach cy- toplazmatycznych, co prowadzi do zmniejszania wewn¹trzkomór- kowego stê¿enia leków i obni¿a efekt cytotoksyczny [46–48].

Zwiêkszona ekspresja genu MDR1 wystêpuje w wielu prawi- d³owych tkankach, takich jak ner- ki, trzustka, w¹troba, nadnercza, przewód pokarmowy, w krwiotwór- czych komórkach macierzystych, a tak¿e mo¿e dotyczyæ komórek nowotworowych pierwotnie niele- czonych, oraz pojawiaæ siê w trakcie leczenia chemicznego.

Zarówno docetaksel, jak i paklitaksel w badaniach in vitro ce- chuje wystêpowanie zjawiska krzy¿owej opornoœci na liniach komórkowych wykazuj¹cych opor- noœæ wielolekow¹ [49]. Horowitz i wsp. [50] w badaniu nad lini¹ komórkow¹ mysich makrofagów J7.T1, stwierdzili zwiêkszone stê-

¿enie glikoproteiny P w komór- kach opornych na paklitaksel.

Obecnoœæ nadekspresji glikoproteiny P w komórkach jest zwi¹zana z opornoœci¹ na stosowanie

(6)

Tab. 1. G³ówne mechanizmy opornoœci na taksany Table 1. The main mechanisms of resistance to taxanes

T

Tyypp ooppoorrnnooœœccii GG³³óówwnnyy AAuuttoorr n

naa ttaakkssaannyy mmeecchhaanniizzmm bbaaddaanniiaa WWnniioosskkii wwyypp³³yywwaajj¹¹ccee zz bbaaddaanniiaa o

oppoorrnnooœœccii

zmiany w transporcie MDR1 Horowitz w linii komórkowej mysich makrofagów J7.T1 w komórkach leków i wewn¹trz- i wsp. [50] opornych na paklitaksel stwierdzono zwiêkszone stê¿enie

komórkowa glikoproteiny P

sekwestracja leków

MRP i LRP Cole po transfekowaniu linii komórek HeLa genem MRP i wsp. [52] nie stwierdzono istotnej statystycznie ró¿nicy w opornoœci

na paklitaksel

Liu i wsp. [53] w linii komórkowej raka trzustki SUIT-2 opornej na

docetaksel nie stwierdzono zale¿noœci pomiêdzy ekspresj¹ MRP i bia³kiem LRP, a wystêpowaniem opornoœci na docetaksel

inaktywacja leków S-transferaza Park w linii komórek raka jelita grubego COLO201 wzrost przez zwiêkszon¹ glutationu (GST) i wsp. [54] aktywnoœci GST korelowa³ ze wzrostem opornoœci na

aktywnoœæ enzymów docetaksel

detoksykacyjnych

zmiany w obrêbie zmiany Cabral komórki nowotworowe z mikrotubulami o obni¿onej tendencji celów dzia³ania w strukturze i wsp. [55] do depolimeryzacji s¹ oporne w stosunku do taksanów

taksanów mikrotubul

Jordan paklitaksel znacznie zwalnia dynamikê zmian mikrotubul i wsp. [57, 58] w trakcie leczenia, ale pozostaje bez wp³ywu na ich d³ugoœæ zmiany Dye elastycznoœæ mikrotubuli poddanych dzia³aniu paklitakselu w obrêbie i wsp. [59] znacznie wzrasta, natomiast po umieszczeniu takich mikrotubul (MAPs) MAP-2, w œrodowisku o wysokim stê¿eniu MAP-2 i bia³ek tau efekt MAP-4 tau zwiêkszonej elastycznoœci zostaje zniesiony

Veitia w komórkach gruczolakoraka trzustki P03 chemiowra¿liwych i wsp. [60, 61] na docetaksel stwierdzono zwiêkszon¹ ekspresjê bia³ka tau

oraz zwiêkszon¹ zawartoœæ bia³ka MAP2

Zhang wzrost ekspresji MAP4 w obecnoœci niemego p53 powoduje i wsp. [78] zwiêkszenie wra¿liwoœci na paklitaksel

zmiany Haber w linii komórek J774 opornych na paklitaksel stwierdzono w budowie i wsp. [63] istotny wzrost beta tubuliny klasy II

beta-tubuliny

Jaffrezou w linii komórek KPTA5 opornych na taksany stwierdzono i wsp. [64] nadekspresjê izotypu beta-tubuliny IVa

Dumont et w liniach komórek wykazuj¹cych opornoœæ w stosunku i wsp. do taksanów stwierdzono zwiêkszon¹ ekspresjê beta-tubuliny Rangamantan klasy III

i wsp. [65, 66]

Ginnakakou linie komórkowe raka jajnika oporne na taksany Epo A i Epo i wsp. [67] B wykazuj¹ nadekspresjê genu beta-tubuliny klasy I

wzrost naprawy AGT Ma i wsp. [69] linie komórkowe glejaka mózgu opornego w stosunku do

DNA paklitakselu i nie jest zale¿na od wysokiej aktywnoœci AGT

MMR: MSH2 Fedier w linii komórkowej mysich fibroblastów z utrat¹ funkcji Pms2 MLH 1, PMs2 i wsp. [70] stwierdzon¹ opornoœæ na docetaksel i paklitaksel;

komórki raka piersi z utrat¹ funkcji genów MSH2 i MLH1 nie wykazuj¹ opornoœci w stosunku do taksanów

zmiany w szlakach cykli P53 Sjöström autorzy nie stwierdzili statystycznej zale¿noœci pomiêdzy i œmierci komórek i wsp. [72] ekspresj¹ genu p53 a odpowiedzi¹ na leczenie docetakselem

Bacus po wy³¹czeniu p53 w komórkach raka piersi MCF7 nie i wsp. [38] stwierdzono spadku wra¿liwoœci komórek na paklitaksel

(7)

taksanów, chocia¿ nie jest jedy- nym czynnikiem.

Bia³kiem odgrywaj¹cym istotn¹ rolê w zmianie kumulacji leków jest bia³ko MRP (ang. multidrug resistant-associated protein) – zwi¹zane tak¿e z opornoœci¹ wielolekow¹. W wystêpowaniu opor- noœci na taksany odgrywa nie- wielk¹ rolê [51]. Cole i wsp. wykazali, ¿e po transfekcji linii komórek HeLa bia³kiem MRP nie stwierdzono istotnej statystycznie ró¿nicy w opornoœci na paklitaksel [52]. Podobne obserwacje po- czynili Liu i wsp. [53], przeprowa- dzaj¹c badanie na linii komórko- wej raka trzustki SUIT-2 opornej na docetaksel. Badacze nie stwierdzili zale¿noœci pomiêdzy zwiêkszon¹ ekspresj¹ MRP i LRP, bia³kiem opornoœci raka p³uca (ang. lung resistance protein), a wystêpowaniem opornoœci na docetaksel.

Inaktywacja leków przez

zwiększoną aktywność enzymów detoksykacyjnych

S-transferaza π glutationu (GSTπ) nale¿y do grupy enzy- mów, które katalizuj¹ ³¹czenie glutationu z ró¿nymi zwi¹zkami elektrofilowymi, w tym równie¿ lekami cytotoksycznymi. Park i wsp.

[54] okreœlali wp³yw GSTπ na wra¿liwoœæ komórek raka jelita grubego COLO201 poddanych dzia³aniu docetakselu. Badacze stwierdzili, ¿e wzrost aktywnoœci

GSTπ dodatnio korelowa³ ze wzrostem opornoœci na docetaksel.

Natomiast po zahamowaniu ak- tywnoœci GSTπ przez selektywne- go inhibitora kwasu etakrynowe- go nasila³a siê cytotoksycznoœæ badanego leku.

Zmiany w obrębie celów działania taksanów: zmiany w strukturze mikrotubul

Zaburzenia istniej¹cej równowa- gi dynamicznej stabilnoœci mikrotubul jest jednym z g³ównych czynników warunkuj¹cych opor- noœæ w stosunku do leków wi¹¿¹- cych tubulinê [55, 56]. Rozró¿nia siê 2 grupy komórek; pierwsze, w których mikrotubule s¹ w stanie spontanicznej tendencji do depolimeryzacji, tzw. hipostabilne oraz drugie komórki hiperstabilne o obni¿onej tendencji do depolimeryzacji. Komórki nowotworowe z hi- postabilnymi mikrotubulami s¹ oporne w stosunku do taksanów.

Natomiast Jordan i wsp. [57, 58], u¿ywaj¹c kontrastowej wideomikro- skopii badali dynamiczne zacho- wanie siê poszczególnych mikrotubul w trakcie leczenia cytosta- tykami ³¹cz¹cymi tubulinê.

Badanie to pokaza³o, jak paklitaksel istotnie zwalnia dynamikê zmian struktury mikrotubuli, ale pozostaje bez istotnego wp³ywu na ich d³ugoœæ. Badacze sugeru- j¹, ¿e wa¿niejsze znaczenie dla lekoopornoœci ma dynamika zmian mikrotubul, ni¿ równowaga pomiê-

dzy spolimeryzowan¹ a rozpusz- czon¹ form¹ tubuliny.

Zmiany w obrębie celów działania taksanów: białka towarzyszące mikrotubulom (MAPs)

Dye i wsp. [59] stwierdzili, ¿e elastycznoœæ mikrotubuli poddanych dzia³aniu paklitakselu znacznie wzrasta. Dodatkowo po umieszczeniu takich mikrotubuli w œrodowisku o wysokim stê¿eniu MAP-2, tau efekt zwiêkszonej ela- stycznoœci zostaje zniesiony.

Veitia i wsp. [60] przeprowadzi- li badanie na liniach komórkowych przewodowego gruczolakoraka trzustki (P03) – wra¿liwych i (P02) – opornych na docetaksel. Bada- cze stwierdzili, ¿e w komórkach chemiowra¿liwych (P03) wystêpu- je statystycznie znamienna zwiêk- szona ekspresja bia³ka tau. W kolejnej pracy ci sami badacze okre- œlali rolê bia³ka MAP2 w ww.

liniach komórkowych i stwierdzili zwiêkszon¹ iloœæ MAP2 oraz alfa- tubuliny w obrêbie komórek P03 wra¿liwych na docetaksel [61]. Za- le¿noœci¹ pomiêdzy ekspresj¹ bia³- ka MAP-4 a wra¿liwoœci¹ komórek mysich fibroblastów na paklitaksel poœwiêcona jest praca Zhanga i wsp. [62]. Autorzy badali wp³yw mutacji w obrêbie genu p53 na ten proces i stwierdzili, ¿e wzrost ekspresji MAP4 w obecnoœci niemego p53 powoduje zwiêkszenie wra¿liwoœci na paklitaksel, co prowadzi do nasilenia apoptozy.

Tab. 1. cd.

Table 1. Continuation

Wahl w warunkach in vitro stwierdzono, ¿e niefunkcjonalny p53 i/lub i wsp. [76] ujemny p21 mo¿e wskazywaæ na wiêksz¹ wra¿liwoœæ w Yu i stosunku do taksanów

wsp. [77]

Zang i wsp. [78]

Bcl-2 Perez-Soler badanie linii komórkowych NSCLC opornych na paklitaksel i wsp. [79] nie wykaza³o zwiêkszonej ekspresji Bcl-2

Ling w komórkach linii raka szyjki macicy HeLa, poddanych i wsp. [80] dzia³aniu paklitakselu dochodzi do zwiêkszonej fosforylacji

bia³ka Bcl-2

(8)

Zmiany w obrębie celów działania taksanów: zmiany w budowie tubuliny

G³ówn¹ rolê w powstawaniu opornoœci na taksany przypisuje siê tubulinie beta. Haber i wsp.

[63] na linii komórkowej mysich makrofagów J774 opornej na paklitaksel stwierdzili wzrost stê¿enia beta-tubuliny klasy II. Z kolei w badaniu na linii komórkowej bia-

³aczki (KPTA5) opornej na taksany stwierdzono nadekspresjê izotypu beta-tubuliny IVa [64]. W dwóch pracach Dumontet i wsp. [65]

oraz Rangananthan i wsp. [66] na modelach doœwiadczalnych linii komórkowych wykazuj¹cych opor- noœæ w stosunku do taksanów stwierdzili zwiêkszon¹ ekspresjê beta-tubuliny klasy III. Giannaka- kou i wsp. [67] badaj¹c mechanizmy opornoœci na taksany przy wykorzystaniu linii komórkowych raka jajnika Epo A oraz Epo B wykazali nadekspresjê genu beta- -tubuliny klasy I.

Zwiększona naprawa uszkodzonego DNA

Jest to jeden z wa¿niejszych mechanizmów powstawania opor- noœci na cytostatyki, polegaj¹cy na naprawie lub wzroœcie toleran- cji uszkodzeñ dokonywanych w obrêbie DNA przez ró¿ne leki.

Jednym z mechanizmów naprawy DNA jest bezpoœrednia rewer- sja uszkodzenia przez enzym O(6)- - a l k y l g u a n i n o - a l k y l t r a n s e r a z ê (AGT). Dzia³anie tego enzymu polega na tzw. samobójczym katali- zowaniu przeniesienia grupy alki- lowej z atomu tlenu (6) guaniny DNA na cysteinê, w wyniku czego dochodzi jego dezaktywacji i bez- poœredniej naprawy DNA [68].

W badaniu na liniach komórko- wych glejaka mózgu okreœlano wp³yw AGT na wystêpowanie krzy-

¿owej opornoœci w stosunku do temozolamidu oraz innych leków cytostatycznych, m.in. paklitakselu. Dezaktywacja AGT przez swo-

isty inhibitor O(6) benzylguaninê znacz¹co zwiêksza³a aktywnoœæ cytotoksyczn¹ temozolamidu, ale nie wp³ywa³a na dzia³anie innych leków, w tym paklitakselu. Autorzy sugeruj¹, ¿e opornoœæ w stosunku do badanych leków, w tym paklitakselu, zale¿y od innych me- chanizmów opornoœci ni¿ wysoka aktywnoœæ AGT [69].

Naprawa DNA przez usuwanie b³êdnie sparowanej zasady MMR (ang. mismatch repair) dotyczy b³êdów replikacyjnych oraz b³êdów w parowaniu zasad powstaj¹cych podczas rekombinacji DNA. Bia³- ka uczestnicz¹ce w rozpoznawa- niu i naprawie b³êdnie sparowanej zasady kodowane s¹ przez zespó³ genów mutatorowych. Fedier i wsp. [70], w badaniu przeprowadzonym na linii komórek mysich fi- broblastów z niemym p53 okreœla- j¹cym wp³yw utraty funkcji jednego z genów MMR (Pms2) na opornoœæ komórek wobec taksa- nów stwierdzili, ¿e brak genu Pms2 jest zwi¹zany ze wzrostem wra¿liwoœci na docetaksel i paklitaksel.

Jednym z lepiej poznanych me- chanizmów naprawczych DNA jest wp³yw zespo³u kompleksów bia³- kowych wycinaj¹cych nukleotydy, tzw. NER (ang. nucleotide excision repair), który rozpoznaje nukleotydy uszkodzone przez ró¿ne czynniki. Wp³yw tego typu mechanizmu opornoœci w stosunku do taksa- nów nie wydaje siê byæ znacz¹cy, z uwagi na odmienny mechanizm dzia³ania tej grupy leków.

Zmiany w szlakach cykli i śmierci komórek

W celu identyfikacji genów szla- ków cykli komórkowych i œmierci komórek uczestnicz¹cych w opor- noœci komórek raka piersi na docetaksel Chang i wsp. [71] prze- prowadzili analizê genów testem mikromacierzy z wykorzystaniem RNA z materia³u pobranego w trakcie biopsji u 24 kobiet chorych na miejscowo zaawansowa-

nego raka piersi. Po 4 kursach chemioterapii neoadjuwantowej z docetakselem porównywano od- powiedŸ kliniczn¹ z ekspresj¹ ge- nów w guzie. Stwierdzono 92 ge- ny, których ekspresja znacz¹co korelowa³a z wra¿liwoœci¹ na docetaksel (p=0,001). W grupie 54 proc. (13/24) guzów opornych na docetaksel stwierdzono nadekspre- sjê 14 z 92 genów (czu³oœæ testu 85 proc.), g³ównie o niezbyt po- znanej funkcji. Jednoczeœnie zauwa¿ono zwi¹zek pomiêdzy opor- noœci¹ na docetaksel a wystêpo- waniem izoform tubuliny. W grupie 46 proc. (11/24) guzów wra¿liwych na docetaksel stwierdzono nade- kspresjê 78 z 92 genów, g³ównie z grupy szoku termicznego, apoptozy (BAX, UBE2M, UBCH10, CUL 1), adhezyjnych lub cytoszkieleto- wych, koduj¹cych bia³ka transpor- towe i sygna³y transdukcji.

W przeprowadzonym badaniu autorzy nie stwierdzili korelacji po- miêdzy takimi markerami progno- stycznymi i predykcyjnymi w raku piersi, jak HER-2, p53, p27 a wra¿liwoœci¹ na docetaksel.

Okreœleniu roli p53 w powstawaniu opornoœci na docetaksel po- œwiêcone jest badanie Sjöströma i wsp. [72]. W warunkach prawi- d³owych gen ten okreœlany mia- nem stra¿nika genomu, który ogra- nicza proliferacjê komórek w przypadku wyst¹pienia uszkodzeñ DNA poprzez zahamowanie podzia³u w fazie G1 (lub G2) oraz aktywacjê apoptozy. W pracy dodatkowo badano znaczenie pre- dykcyjne ekspresji genów mdm-2, oraz p21WAF-1/Cip-1 u 134 chorych na zaawansowanego raka piersi poddanych chemioterapii docetakselem. Autorzy nie stwierdzili zale¿- noœci statystycznej pomiêdzy ekspresj¹ genu p53, a odpowiedzi¹ na leczenie tym taksanem. Nato- miast zauwa¿ono, ¿e u pacjentek pozbawionych ekspresji genów

p21WAF-1/cip-1 i mdm-2 niezale¿nie od

p53 stwierdzono wiêkszy odsetek odpowiedzi obiektywnych na za-

(9)

stosowane leczenie. Bia³ko bêd¹- ce produktem mdm-2 odgrywa kluczow¹ rolê w regulacji funkcji p53 [73]. Mdm-2 wi¹¿¹c siê z p53 prowadzi do zahamowania jego dzia³ania oraz do degradacji p53 z wykorzystaniem proteosomu 26S [74, 75]. W przedstawionym badaniu, przeprowadzonym na linii ko- mórkowej raka piersi MCF7 stwierdzono, ¿e p53 uczestniczy w zahamowaniu komórek w fazie G2/M po zastosowaniu paklitakselu i nie wp³ywa na indukcjê apoptozy. Po inaktywacji p53 specyficznym in- hibitorem pifithrinem α nie zaobserwowano spadku wra¿liwoœci ko- mórek na paklitaksel [38].

Znaczenie ekspresji p53 i p21WAF-1/Cip-1 w powstawaniu opor- noœci na taksany nie jest jednoznaczne. Istniej¹ doniesienia, wskazuj¹ce na fakt, ¿e status p53 i p21WAF-1/Cip-1 koreluje z wra¿liwoœci¹ na taksany. W tych badaniach nie- aktywny p53 i/lub nieobecny lub uszkodzony p21WAF-1/Cip-1 mo¿e wskazywaæ na wiêksz¹ wra¿liwoœæ na taksany [76–78].

Bcl-2 jest genem antyapoptycz- nym, koduj¹cym bia³ko o masie 26 kDa, które wchodzi w sk³ad b³on komórkowych, a w formie nieufosforylowanej zapobiega przekazywaniu sygna³u uruchamia- j¹cego apoptozê. Zang i wsp.

[79] stwierdzili, ¿e wysoki poziom ekspresji Bcl-2 w liniach komórko- wych raka niedrobnokomórkowe- go raka p³uca nie wystêpuje w guzach opornych na paklitaksel. Ponadto nie zauwa¿ono korelacji pomiêdzy podwy¿szon¹ ekspresj¹ Her-2/ neu, a wra¿liwoœci¹ na paklitaksel. Natomiast Ling i wsp. [80] stwierdzili, ¿e w ko- mórkach linii raka szyjki macicy HeLa, poddanych dzia³aniu paklitakselem dochodzi do zwiêkszo- nej fosforylacji bia³ka Bcl-2, w na- stêpstwie czego dochodzi do za- trzymania mitozy w fazie M oraz aktywacji kinazy cdk1 i cykliny B1. Autorzy sugeruj¹, ¿e fosforylacja Bcl-2 jest œciœle zwi¹zana z indukcj¹ apoptozy.

BADANIA KLINICZNE WYKAZUJ¥CE RÓ¯NICE W OPORNOŒCI NA

PAKLITAKSEL I DOCETAKSEL Verschraegen i wsp. [81] prze- prowadzili badanie kliniczne w grupie 32 pacjentek z nab³on- kowym rakiem jajnika opornym na paklitaksel, w którym okreœlano skutecznoœæ leczenia kolejnej linii chemioterapii z zastosowaniem docetakselu. Stwierdzono obiektywn¹ odpowiedŸ na docetaksel wynosz¹c¹ 23 proc. z median¹ czasu prze¿ycia 44 tyg. 9 pacjentek mia-

³o stabilizacjê choroby, a u 11 pacjentek stwierdzono progresjê choroby. Docetaksel okaza³ siê byæ lekiem aktywnym w kolejnej linii te- rapii u chorych na raka jajnika opornym na paklitaksel.

Oceniaj¹c skutecznoœæ i bezpie- czeñstwo stosowania docetakselu u 44 chorych na przerzutowego raka piersi opornego na paklitaksel Valero i wsp. [82] otrzymali 18,1 proc. (8/44) obiektywnych odpowiedzi. U 7 pacjentek uzyskano czê- œciow¹ odpowiedŸ 15,9 proc.

(7/44), a u 1 chorej stwierdzono ca³kowit¹ odpowiedŸ 2,2 proc.

(1/44). Otrzymane wyniki s¹ porów- nywalne do uzyskiwanych przy u¿yciu innych cytostatyków w przy- padkach choroby opornej na paklitaksel. Powy¿szy wynik wskazuje,

¿e pomiêdzy paklitakselem i docetakselem wystêpuje jedynie czê- œciowa krzy¿owa opornoœæ.

W leczeniu II rzutu u chorych na niedrobnokomórkowego raka p³uca ta sama grupa badaczy porówny- wa³a efekty stosowania docetakselu i paklitakselu. Autorzy odnotowali 21 proc. obiektywnych odpowiedzi po leczeniu docetakselem i zaledwie 3 proc. odpowiedzi obiektywnych w grupie chorych poddanych dzia-

³aniu paklitakselu. Uzyskana ró¿nica jest znamienna statystycznie i sugeruje czêœciowo odmienne mechanizmy dzia³ania leków [83].

W japoñskim badaniu przeprowadzonym na 44 pacjentkach

z przerzutowym rakiem piersi oce- niano cotygodniowe podawanie paklitakselu w dawce 80 mg/m² u chorych z chorob¹ oporn¹ na docetaksel. Autorzy stwierdzili 31,8 proc. obiektywnych odpowiedzi (14/44 pacjentki). Wszystkie pacjentki uzyska³y czêœciow¹ odpo- wiedŸ. 7 z 14 chorych wykazywa-

³o pierwotn¹ opornoœæ na docetaksel. Mediana czasu do progresji po leczeniu wynios³a 5,0 mies. Nie stwierdzono skumulowanych tok- sycznych efektów dzia³ania taksa- nów. Powy¿szy wynik sugeruje wy- stêpowanie czêœciowej krzy¿owej opornoœci pomiêdzy paklitakselem i docetakselem [84].

Oceniaj¹c skutecznoœæ stosowania docetakselu u 30 chorych na raka jajnika opornego na paklitaksel Markman i wsp. [85] stwierdzili 10 proc. (3/30) obiektywnych odpowiedzi zarówno przy ocenie markera nowotworowego CA 125 oraz poprawy kontroli parametrów klinicznych, takich jak wodobrzu- sze, ból. Powy¿szy wynik wskazuje, ¿e monoterapia docetakselem wykazuje umiarkowan¹ aktywnoœæ w grupie chorych opornych na paklitaksel i pochodne platyny.

PODSUMOWANIE

Przedstawione doniesienia do- œwiadczalne wskazuj¹ na wielokie- runkowe dzia³anie taksanów wobec ró¿nych bia³ek, które odgrywaj¹ ogromn¹ rolê w patologii komórki nowotworowej. Zgroma- dzone dane dotycz¹ce paklitakselu i docetakselu nie pozwalaj¹ na jednoznaczne wykazanie ró¿nic w ich dzia³aniu na odpowiednie bia³ka efektorowe, chocia¿ efekt stabilizacji mikrotubul wydaje siê byæ silniejszy po dzia³aniu docetakselu. Dane doœwiadczalne oraz kliniczne wskazuj¹ na czêœciow¹ krzy¿ow¹ opornoœæ na omawiane i powszechnie stosowane w prak- tyce klinicznej taksany. Dalsze badania biochemiczne i genetyczne na materiale ludzkim chorych le- czonych paklitakselem i docetak-

(10)

selem powinny pozwoliæ na lepsze poznanie mechanizmów dzia³ania, a szczególnie procesów odpowiedzialnych za pojawienie siê naby- tej opornoœci, która jest g³ówn¹ przyczyn¹ niepowodzenia leczenia tymi lekami.

PIŒMIENNICTWO

1. Rowinsky EK, Cazenave LA, Doneho- wer RC. Taxol: a novel investigational antimicrotubule agent. J Natl Cancer Inst 1990; 82: 1247-59.

2. Bissery MC, Guenard D, Gueritte-Vo- egelein F, Lavelle F. Experimental antitumor activity of taxotere (RP 56976, NSC 628503), a Taxol analogue. Can- cer Res 1991; 51: 4845-52.

3. McGuire WP, Hoskins WJ, Brady MF, et al. Cyclophosphamide and cisplatin compared with paclitaxel and cisplatin in patients with stage III and stage IV ovarian cancer. N Engl J Med 1996;

334; 1-6.

4. O’Brien MER, Leonard RC, Barrett- Lee PJ, et al. Docetaxel in the com- munity setting: An analysis of 377 breast cancer patients treated with docetaxel (Taxotere) in the UK. Ann Oncol 1999; 10: 205-10.

5. Huisman C, Smit EF, Giaccone G, Postmus PE. Second-line chemotherapy in relapsing or refractory Non-Small- -Cell Lung Cancer: a review. J Clin Oncol 2000; 18: 3722-30.

6. Forastiere AA, Shank D, Neuberg D, et al. Final report of a phase II evalu- ation of paclitaxel in patients with advanced squamous cell carcinoma of the head and neck. Cancer 1998; 82:

2270.

7. Conteau C, Chouaki N, Leyvraz S, et al. A phase II study of docetaxel in patients with metastatic squamous cell carcinoma of the head and neck. Br J Cancer 1999; 81: 457.

8. Ringel I, Horwitz SB. Studies with RP 56976 (Taxotere): a semisynthetic analogue of taxol. J Natl Cancer Inst 1991; 83 (4): 288-91.

9. Hanauske AR, Degen D, Hilsenbeck SG, et al. Effects of Taxotere and Ta- xol on in vitro colony formation of fresh- ly explanted human tumor cells. Anti- cancer Drugs, 1992; 3: 121-4.

10. Unitch M, Unitch A, Sevin BU, et al.

Comparison of paclitaxel and docetaxel (Taxotere) in gynaecologic and breast cancer cell lines with the ATP-cell

viability assay. Anticancer Drugs 1994; 5: 24-30.

11. Rowinsky EK, Onetto N, Canetta RM, et al. Taxol: the first of the taxanes, an important new class of antitumor agents.

Semin Oncol 1992; 19: 646-62.

12. Cortes JE, Pazdur R, Docetaxel.

J Clin Oncol 1995; 13: 2643-55.

13. Kingston DGI, Mangri NF, Jintrangsri C. Synthesis and structure-activity re- lationships of taxol derivatives as anticancer agents. New Trends in Natural Products Chemistry 1986; 26: 219-34.

14. Gueritte-Voegelein F, Guenard D, La- velle F, Le Goff M, Mangatal L, Potier P. Relationship between the structure of taxol a first analogues and their antimitotic activity. J Med Chem 1991; 34 (3): 992-8.

15. Rowinsky EK, Wright M, Montsarrat B, Done-Hower RC, Clinical pharmacology and metabolism of Taxol (paclitaxel): update 1993. Ann Oncol 1994;

5 (Suppl. 6): S7-S16.

16. Extra JM, Rosseau F, Bruno R, et al.

Phase I and Pharmacokinetics study of taxotere (RP 56976; NSC 628503) gi- ven as short intravenous infusion. Can- cer Res 1993; 53 (5): 1037-42.

17. Lewis SA, Gu WL, Cowan NJ. Free intermingling of mammalian beta-tubulin isotypes among functionally distinct microtubules. Cell 1987; 49: 539-48.

18. Kirschner MW. Microtubule assembly and nucleation. Int Rev Cytol 1978;

54: 1-71

19. Zheng Y, Jung MK, Oakley BR. Gam- ma-tubulin is present in Drosophila me- lanogaster and Homo sapiens and is associated with the centrosome. Cell 1991; 65: 817-23.

20. Ringel I, Horwitz SB. Studies with RP 56976 (Taxotere): a semisynthetic analogue of taxol. J Natl Cancer Inst 1991; 83 (4): 288-91.

21. Nogales E, Wolf SG, Khan IA, et al.

Structure of tubulin at 6.5 A and location of taxol-binding site. Nature 1995;

375 (6529): 424-7.

22. Diaz JF, Andreu JM. Assembly of pu- rified GDP-tubulin into microtubules induced by Taxol and Taxotere reversibi- lity, ligand stoichiometry, and competi- tion. Biochemistry 1993; 32 (11):

2747-55.

23. Snyder JP, Nettles JH, Cornett B, et al. The binding conformation of Taxol in beta-tubulin: a model based on electron crystallographic density. PNAS 2001; 98: 5312-6.

24. Amos LA, Amos WB. The bending of sliding microtubules imaged by

confocal light microscopy and negative stain electron microscopy. J Cell Sci Suppl. 1991; 14: 95-109.

25. Dye RB, Fink SP, Williams RC. Taxol- induced flexibility of microtubules and its reversal by MAP-2 and Tau. J Biol Chem 1993; 268: 6847-50.

26. Kar S, Fan J, Smith MJ, et al. Repe- at motifs of tau bind to the insides of microtubules in the absence of taxol.

EMBO J 2003; 22: 70-7.

27. Formes Y, Gounon P, Veitia R, et al.

Influence of microtubule-associated proteins on the differential effects of paclitaxel and docetaxel. J Protein Chem 1996; 15: 377-88.

28. Nehmé A, Varaadajan P, Sellakumar G, et al. Modulation of docetaxel-induced apoptosis and cell arrest by all- -trans retinoic acid in prostate cancer cells. 2001; 84: 1571-6.

29. Shapiro GI, Hapre JW. Anticancer drug targets: cell cycle and checkpoint control. J Clin Invest 1999; 104:

1645-63.

30. Chadebech P, Truchet I, Brichese L, Valette A. Up-regulation of cdc2 protein during paclitaxel-induced apoptosis.

Int J Cancer 2000; 87: 779-86.

31. Yoo YD, Park JK, Choi JY, et al.

CDK4 down-regulation induced by paclitaxel is associated with G1 arrest in gastric cancer cells. Clin Cancer Res 1998; 4: 3063-8.

32. Michalides R, Tiemessen M, Verschoor T, Balkendente A, Coco-Martin J.

Overexpression of cyclin D1 enhances taxol induced mitotic death in MCF7 cells.

Breast Cancer Res Treat 2002;

74: 55-63A.

33. Ganansia-Leymarie V, Bischoff P, Ber- gerat JP, Holl V. Signal transduction pathways of taxanes-induced apoptosis. Curr Med Chem Anti-cancer Agents 2003; 3: 291-306.

34. Blagosklonny MV, Schulte TW, Nguy- en P, et al. Taxol-induction of p21WAF1 and p53 requires c-raf-1.

Cancer Res 1995; 55: 623.

35. Barboule N, Chadebech P, Baldin V, et al. Involvement of p21 in mitotic exit after paclitaxel treatment in MCF-7 breast adenocarcinoma cell line. Oncoge- ne 1998; 15: 2867.

36. Nishio K, Arioka H, Ishida T, et al.

Enhanced interaction between tubulin and microtubule-associated protein 2 via inhibition of MAP kinase and CDC2 kinase by paclitaxel. Int J Can- cer 1995; 63: 688.

(11)

37. Haldar S, Basu A, Croce CM. Bcl-2 is the guardian of microtubule integrity.

Cancer Res 1997; 57: 229-33.

38. Bacus SS, Gudkov AV, Lowe M, et al. Taxol-induced apoptosis depends on MAP kinase pathways (ERK and p38) and is independent of p53. Onco- gene 2001; 20: 147-55.

39. Kolfschoten GM, Hulscher TM, Duyn- dam MC, et al. Variation in the kinetics of caspase-3 activation, Bcl-2 phosphorylation and apoptotic morphology in unselected human ovarian cancer cell lines as a response to docetaxel. Bio- chem Pharmacol 2002; 16: 733-43.

40. Cho-Chung YS. Role of cyclic AMP re- ceptor proteins in growth, differentia- tion, and suppression of malignancy:

new approach to therapy. Cancer Res 1990; 50: 7093.

41. Srivastava RK, Srivastava AR, Cho- -Chung YS. Synergic effects of 8-Cl- -cAMP and retinoic acid on induction of apoptosis in Ewing’s sarcoma CHP-100 cells. Clin Cancer Res 1998; 4: 755.

42. Lanotte M, Riviere B, Hermouet S, et al. Programmed cell death (apoptosis) is induced rapidly and with positive co- operativity by activation of cyclic ade- nosine monophosphate-kinase I in a myeloid leukaemia cell line. J Cell Physiol 1991; 146: 73.

43. Srivastava RK, Srivastava AR, Kor- smeyer SJ, et al. Involvement of microtubules in the regulation of bcl-2 phosphorylation and apoptosis through cyclic AMP-dependent protein kinase.

Mol Cell Biol. 1998; 18: 3509-17.

44. Blagosklonny MV, Schulte T, Nguyen P, et al. Taxol-induced apoptosis and phosphorylation of bcl-2 protein invo- lves c-raf-1 and represents a novel c- raf-1 signal transduction pathway. Can- cer Res 1996; 56: 1851.

45. Hamilton TC, Johnson SW. Recent in- sights into drug resistance in ovarian cancer. From: Methods in Molecular Medicine. Vol. 39. In: Ovarian Cancer:

Methods and Protocols. Bartlett (red.) JMS 2000.

46. Bradshaw DM, Arceci RJ. Clinical relevance of transmembrane drug efflux as a mechanism of multidrug resistance. J Clin Oncol 1998; 16: 3674.

47. Hamada H, Tsuruo T. Purification of the 170- to 180-kilodalton membrane glycoprotein associated with multidrug resistance. J Biol Chem 1988; 263:

1454-8.

48. Horio M, Gottesman MM, Pastan I.

ATP-dependent transport of vinblastine in vesicles from human multidrug-resistant

cells. Proc Natl Acad Sci USA 1988;

85: 3580-4.

49. Ringel I, Horowitz SB. Studies with RP 56976 (taxotere): a semisynthetic analogue of taxol. J Natl Cancer Inst 1991; 83: 288-91.

50. Horowitz SB, Cohen D, Rao S, et al.

Taxol: Mechanisms of action and resistance. Monogr Natl Cancer Inst 1993; 15: 55-61.

51. Zaman GJR, Flens MJ, van Leusden MR, et al. The human multidrug-resistance-associated protein MRP is a plasma membrane drug-efflux pump.

Proc Natl Acad Sci USA 1994; 91:

8822-6.

52. Cole SPC, Sparks KE, Fraser K, et al. Pharmacological characterization of multidrug resistant MRP-transfected human tumor cells. Cancer Res 1994;

54: 5902-10.

53. Liu B, Staren E, Iwamura T, et al. Ta- xotere resistance in SUIT Taxotere resistance in pancreatic carcinoma cell line SUIT 2 its sublines. World J Ga- stroenterol 2001; 7: 855-9.

54. Park JS, Yamamoto W, Sekikawa T, et al. Cellular sensitivity determinants to docetaxel in human gastrointestinal cancers. Int J Oncol 2002; 20: 333-8.

55. Cabral F, Barlow SB. Mechanism by which mammalian cells acquire resistance to drugs that affect microtubule assembly. FASEB J 1989; 3: 1593-9.

56. Minotti AM, Barlow SB, Cabral F. Resi- stance to antimitotic drug in Chinese hamster ovary cells correlates with changes in the level of polymerized tubulin. J Biol Chem 1991; 166: 3987-94.

57. Jordan Maa, Toso RJ, Thrower D, et al. Mechanism of mitotic block and inhibition of cell proliferation by Taxol at low concentrations. Proc Natl Acad Sci USA 1993; 90: 9552-6.

58. Jordan MA, Thrower D, Wilson L. Me- chanism of inhibition of cell proliferation by Vinca alkaloids. Cancer Res 1991; 51: 2212-22.

59. Dye RB, Fink SP, Williams RC. Taxol- induced flexibility of microtubules and its reversal by MAP-2 and Tau. J Biol Chem 1993; 268: 6847-50.

60. Veitia R, Bissery MC, Martinez C, Fellous AA. Tau expression in model adenocarcinomas correlates with docetaxel sensitivity in tumor-bearing mice. Br J Cancer 1998; 78: 871-7.

61. Veitia R, David S, Barbier P, et al.

Proteolysis of microtubule associated protein 2 and sensitivity of pancreatic tumours to docetaxel. British J Cancer 2000; 83: 544-9.

62. Zhang CC, Yang JM, White E, et al.

The role of MAP4 expression in the sensitive to paclitaxel and resistance to vinca alkaloids in p53 mutant cells. On- cogene 1998; 16: 1617-24.

63. Haber M, Burkhart CA, Regl DL, et al. Altered expression of M beta 2, the class II beta-tubulin isotype, in a muri- ne J774.2 cell line with a high level of taxol resistance. J Biol Chem 1995;

270: 31269-75.

64. Jaffrezou JP, Dumontet C, Derry WB, et al. Novel mechanism of resistance to paclitaxel (taxol) in human leukaemia K562 cells by combined selection with PSSC833. Oncol Rep 1995; 7:

517-527.

65. Dumontet C, Duran GE, Steger KA, et al. Resistance mechanisms in human sarcoma mutants derived by single-step exposure to paclitaxel (Taxol).

Cancer Res 1996; 56 (5): 1091-7.

66. Ranganathan S, Benetatos CA, Cola- russo PJ, et al. Altered beta-tubulin isotype expression in paclitaxel-resistant human prostate carcinoma cells.

Br J Cancer 1998; 77: 562-6.

67. Giannakakou P, Sackett DL, Kang YK, et al. Paclitaxel-resistant human ovarian cancer cells have mutant beta- -tubulins that exhibit impaired paclitaxel-driven polymerization. J Biol Chem 1997; 272: 17118-25.

68. Gerson SL. Clinical relevance of MGMT in the treatment of cancer.

J Clin Oncol 2002; 20: 2388-99.

69. Ma J, Murphy M, O’Dwyer PJ, et al.

Biochemical changes associated with a multidrug- resistant phenotype of a human glioma cell line with temozola- mide-acquired resistance. Biochem Pharmacol 2002; 63: 1219-28.

70. Fedier A, Ruefenacht UB, Schwarz VA, et al. Increased sensitivity of p53- dependent cell to anticancer agents due to loss of Pms2. Br J Cancer 2002; 87: 1027-33.

71. Chang CJ, Wooten EC, Tsimelzon A, et al. Gene expression profiling for the prediction of therapeutic response to docetaxel in patients with docetaxel in patients with breast cancer. Lancet 2003; 362: 362-9.

72. Sjöström J, Blomqvist C, Heikkilä P, et al. Predictive value of p53, mdm-2, p21, and mib-1 for chemotherapy response in advanced breast cancer.

Clin Cancer Res 2000; 6: 3103-10.

73. Lowe SW, Ruley HE, Jacks T, Housman DE. p53-dependent apoptosis modula- tes the cytotoxicity of anticancer agents.

Cell 1993; 74: 957-67.

(12)

74. Oliner JD, Pietenpol JA, Thiagalin- gam S, et al. Oncoprotein MDM2 conceals the activation domain of tu- mour suppressor p53. Nature 1993;

362: 857-60.

75. Haupt Y, Maya R, Kazaz A, Oren M.

mdm2 promotes the rapid degradation of p53. Nature 1997; 387: 296-9.

76. Wahl AF, Donaldson KL, Fairchild C, et al. Loss of normal p53 function con- fers sensitization to taxol by increasing G2/m arrest and apoptosis. Nat Med 1996; 2: 72-9.

77. Yu D, Jing T, Liu B, et al. Overe- xpression of ErbB2 blocks Taxol- -induced apoptosis by upregulation of p21Cip1, which inhibits p34Cdc2 kinase. Mol Cell 1998; 2: 581-91.

78. Zang CC, Yang JM, Bash BJ, et al.

DNA damage increases sensitivity to Vinca alkaloids and decreases sensitivity to taxanes through p53-dependent repression of microtubule-associated protein 4. Cancer Res 1999; 59:

3663-70.

79. Perez-Soler R, Kemp B, Wu B, et al.

Response and determinants of sensitivity to paclitaxel in human Non-Small Cell Lung Cancer tumors heterotran- splanted in nude mice. Clin Cancer Res 2000; 6: 4932-8.

80. Ling YH, Tornos C, Perez-Soler R.

Phosphorylation of Bcl-2 is a marker of M phase events and not a determinant of apoptosis. J Biol Chem 1998; 273:

18984-91.

81. Vergeschraegen CF, Sittisomwong T, Kudelka AP, et al. Docetaxel for patients with Paclitaxel-resistant Müllerian carcinoma. J Clin Oncol 2000; 18:

2733-9.

82. Valero V, Jones SE, Von Hoff DD, et al. A phase II study of docetaxel in patients with paclitaxel-resistant metastatic breast cancer. J Clin Oncol 1998;

16: 3362-8.

83. Fossella FV, Lee JSS, Shin DM, et al.

Phase II study of docetaxel for advanced or metastatic platinum-refractory non-small-cell lung cancer. J Clin On- col 1999; 13: 645-51.

84. Sawaki M, Ito Y, Hashimoto D, et al.

Paclitaxel administered weekly in patients with docetaxel-resistant metastatic breast cancer: a single-center study. Tumori 2004; 90: 36-9.

85. Markman M, Zanotti K, Webster K, et al. Phase 2 trial of single agent docetaxel in platinum and paclitaxel-refractory ovarian cancer, fallopian tube can-

cer, and carcinoma of the cancer, and primary carcinoma of the peritoneum.

Gynecol Oncol 2003; 91: 573-6.

ADRES DO KORESPONDENCJI lek. LLuubboommiirr BBooddnnaarr

Klinika Onkologii

Wojskowy Instytut Medyczny ul. Szaserów 128

00-909 Warszawa tel. +48 22 681 71 10 faks +48 22 681 84 37 e-mail: lubo@esculap.pl