Heterodimer of <i>HER2/HER3</i> receptors, autocrine heregulins and cyclo-oxygenase 2, and Herceptin effects

(1)

WSTÊP

Badania podstawowe i kliniczne ostatnich kilku lat przynios³y ogromny postêp wiedzy w po- znaniu i zrozumieniu wielu procesów zachodz¹- cych z udzia³em zamplifikowanego genu HER2 w nowotworach pochodzenia nab³onkowego u ludzi. Wyniki tych badañ doprowadzi³y do przesuniêcia œrodka ciê¿koœci w rozumieniu tych nowotworów z produktu tego genu, czyli receptora HER2 (bia³ka p185), na heterodimer recep- torów HER2/HER3, co z jednej strony zachowa-

³o ogromne faktyczne znaczenie receptora HER2, z drugiej zaœ ujawni³o bardzo wa¿n¹ ro- lê receptora HER3, o którym jeszcze kilka lat temu wiedziano bardzo niewiele. Równie¿ wyniki ostatnich lat wykaza³y podstawowe znaczenie autokrynnej ekspresji heregulin (HRGs) dla kancerogenezy i progresji fenotypu z³oœliwego nowotworów pochodzenia nab³onkowego z amplifikacj¹ genu HER2, co bezpoœrednio wi¹¿e siê z dzia³aniem heterodimeru receptorów HER2/HER3. Tak¿e wynikiem badañ ostatnich lat jest zidentyfikowanie nowego onkogenu, któ- rego produkt – enzym cyklooksygenaza 2 – odgrywa ogromn¹ rolê w kancerogenezie nowo- tworów nab³onkowych.

PóŸn¹ wiosn¹ 1999 r. ukaza³o siê w Onco- gene praca amerykañskich badaczy, której pierwszym autorem by³ Vadlamudi [1]. W pracy tej po raz pierwszy wykazano wspó³dzia³a- nie i wzajemne regulowanie siê wymienionych wy¿ej 3 onkoprotein, czyli heterodimeru recep- torów HER2/HER3, autokrynnie produkowanych heregulin i cyklooksygenazy 2, pozwalaj¹ce sformu³owaæ 3-punktow¹ oœ, na której opiera siê zaburzanie wzrostu komórek nowotworowych pochodzenia nab³onkowego u ludzi. Celem ar- tyku³u jest prezentacja tych 3 onkoprotein i omówienie na ich tle dzia³ania Herceptyny.

SPECYFIKA RECEPTORA HER2 Wszystkie 4 receptory rodziny HER wykazuj¹ podobn¹ budowê, jednak ró¿ni¹ siê znacznie specyficznoœci¹ ligandów i funkcj¹

fosfokinazy, stanowi¹cej cytoplazmatyczn¹ domenê tych receptorów. Receptor HER1 (EGFR) mo¿e wi¹zaæ siê z kilkoma ró¿nymi ligandami, których prototypem jest naskórko- wy czynnik wzrostu EGF, podczas gdy receptory HER3 i HER4 wi¹¿¹ swoiœcie wszystkie z ponad 15 izoform pokrewnego czynnika wzrostu, które nazwano heregulinami – HRGs [2, 3, 4].

Wieloletnie poszukiwania ligandu receptora HER2 zosta³y zakoñczone, nie dlatego, ¿e znaleziono peptydowy czynnik wzrostu, który mo¿e wi¹zaæ siê z tym receptorem aktywu- j¹c go, ale dlatego, ¿e okaza³o siê, i¿ receptor ten ulega aktywacji na zupe³nie innej za- sadzie ni¿ pozosta³e receptory rodziny HER oraz w ogóle inne receptory wymagaj¹ce kontaktu ze swoistymi dla nich ligandami.

Sposób aktywacji tego receptora jest szcze- gólny i dlatego towarzysz¹ temu szczególne skutki [4, 5].

Receptor HER2 (bia³ko p185) nie przy³¹- cza bezpoœrednio ¿adnego ligandu, lecz ina- czej ni¿ receptor HER1, którego aktywnoœæ kinazy tyrozynowej wykazuje œcis³¹ zale¿noœæ od ligandu oraz receptor HER3, który charakteryzuje siê bardzo nisk¹ aktywnoœci¹ kinazy tyrozynowej, katalityczne dzia³anie receptora HER2 jest bardzo wysokie [4-8].

Receptor HER2, pomimo braku wybiórcze- go ligandu w³asnego, mo¿e ulegaæ bardzo sil- nej aktywacji przez ligandy heterologiczne.

Wykazano, ¿e ligandy typu EGF mog¹ znacznie zwiêkszaæ fosforylacjê reszt tyrozynowych receptora HER2 (bia³ka p185), a tym samym zwiêkszaæ aktywnoœæ kinazy tyrozynowej tego receptora, przez utworzenie heterodimerów receptora HER1 (EGFR) z receptorem HER2 [3-8]. Ju¿ w 1989 r. Kokai wykaza³, ¿e równoczesna nadekspresja tych 2 bia³ek, sy- Przedstawiono dzia³anie 3 onkopro-

tein, na których opiera siê zaburzanie prawid³owego wzrostu komórek prowadz¹ce do transformacji nowotworowej i progresji fenotypu z³oœli- wego w przypadku nowotworów pochodzenia nab³onkowego z nadekspresj¹ receptora HER2 (p185).

Pokazano na tym tle korzystne tera- peutycznie, bardziej wielokierunkowe dzia³anie Herceptyny.

Na podstawie przegl¹du literatury œwia- towej, dotycz¹cej tego zagadnienia, a obejmuj¹cej ostatnie 5 lat badañ podstawowych i klinicznych, pokazano, ¿e rozwój i progresja fenotypu z³oœliwego nowotworów nab³onkowych z nadekspresj¹ receptora p185 opiera siê na 3-punktowej osi wyznaczonej przez dzia³anie 3 wzajemnie reguluj¹cych siê onkoprotein: heterodimeru receptorów HER2 i HER3, autokrynnych heregulin i cyklooksygenazy 2 (COX 2). Central- nym ogniwem tej osi jest heterodimer receptorów HER2/HER3. Zablokowa- nie tego ogniwa Herceptyn¹ neutralizu- je mitogenn¹ aktywnoœæ pozosta³ych 2 onkoprotein, gdy¿ przekazuj¹ one swo- je pobudzenia albo, jak autokrynne hereguliny, przez ten w³aœnie heterodimer, lub, jak w przypadku cyklooksygenazy 2, heterodimer ten indukuje onkogen- n¹, konstytucjonaln¹ aktywacjê genu COX2 ze wszystkimi kancerogennymi skutkami dzia³ania tego enzymu.

S³owa kluczowe: onkoproteiny (HER2/HER3, autokrynne heregulinym, COX2), Herceptyna.

W

Wssppóó³³cczzeessnnaa OOnnkkoollooggiiaa ((22000000)) vvooll.. 44;; 33 ((9933––9999))

Heterodimer receptorów HER2/HER3, autokrynne

hereguliny i cyklooksygenaza 2 a dzia³anie Herceptyny

Heterodimer of HER2/HER3 receptors, autocrine heregulins and cyclo-oxygenase 2, and Herceptin effects

Ewa Szacikowska, Wojciech Koz³owski

Zak³ad Patomorfologii Klinicznej Centralnego Szpitala Klinicznego Wojskowej Akademii Medycznej w Warszawie

(2)

Wspó³czesna Onkologia

nergistycznie nasila nowotworow¹ transforma- cjê fibroblastów i wzmaga ich mitogenn¹ od- powiedŸ w wyniku podania EGF [9]. Podob- nie hereguliny (HRGs) zwiêkszaj¹ fosforylacjê tyrozyn receptora HER2 przez wi¹zanie siê do swych w³asnych receptorów HER3 i HER4, które nastêpnie wi¹¿¹ siê z receptorem HER2 [4–8], co jak wykaza³ Sliwkowski w 1994 r. wynika ze zwiêkszenia powinowactwa do wi¹zania HRGs przez te receptory w obecnoœci receptora HER2 [10]. Tak wiêc receptor HER2 mo¿e tworzyæ heterodimery zarówno z receptorem HER1 (EGFR), jak i receptorami dla HRGs (HER3 i HER4), co œwiadczy o tym, ¿e rzeczywiœcie podlega on aktywacji przez ligandy heterologiczne [5]. Wykazano, ¿e nadekspresja receptora HER2 zwiêksza powino- wactwo wi¹zania obydwu typów ligandów (EGF i HRGs) do w³aœciwych dla nich recep- torów, poprzez zmniejszanie ich dysocjacji, co znacz¹co przed³u¿a wysy³anie sygna³ów mitogennych, wychodz¹cych od odpowiednich heterodimerów [5]. Wykazano te¿, ¿e usuniê- cie receptorów HER2 z powierzchni komórki prawie ca³kowicie znosi wi¹zanie obydwu ty- pów czynników wzrostu (EGF i HRGs) w zwi¹zku z bardzo szybkim ich oddysocjo- wywaniem od w³aœciwych receptorów, co bez- poœrednio wynika z niemo¿liwoœci utworzenia heterodimerów z receptorem HER2, kiedy to dysocjacja jest znacznie opóŸniona, a hetero- dimeryzacja prowadzi do efektu stymulowania szlaków transdukcji sygna³u mitogennego [5].

Efektem takiej przed³u¿onej stymulacji jest pobudzanie 2 g³ównych szlaków cytoplazmatycz- nych przekazywania sygna³u przez obydwa typy ligandów, mianowicie szlaku MAPK (mi- togen activated protein kinase) i kinaz Jun/SAPK (stress activated protein kinase) [11].

Tak wiêc fizjologicznymi receptorami dla HRGs i EGF s¹ w rzeczywistoœci heterodimery za- wieraj¹ce receptor HER2 [5].

Jak wykaza³ Karunagaran, wi¹zanie HRG i EGF do komórek raka piersi zale¿y od obec- noœci receptora HER2 na powierzchni tych ko- mórek i znacznie wzrasta w miarê wzrostu nadekspresji tego receptora [5]. Z rozwa¿añ tych wynika, ¿e receptor HER2 jest podjednostk¹ HER, która wystêpuj¹c w heterodimerze, nasila sygnalizowanie id¹ce od czynnika wzrostu, z którym zwi¹zany jest wspó³dimeryzuj¹- cy z nim partner. Receptory HER w prawid³o- wym nab³onku ulegaj¹ bardzo niskiej i zró¿nicowanej ekspresji, zaœ ich nadproduk- cja pojawia siê w wielu ró¿nych gruczolako- rakach [2].

HETERODIMER RECEPTORÓW HER2/HER3 – JEDNA

Z NAJAGRESYWNIEJSZYCH ONKOPROTEIN

Regulowanie aktywnoœci receptorów rodziny HER jest bardzo z³o¿one. Mog¹ one byæ aktywowane na wiele ró¿nych sposobów zale¿nych od okreœlonego ligandu (czynnika wzrostu, czyli mitogenu) oraz w³aœciwoœci receptora, z którym dimeryzuj¹ [3, 7, 8]. O w³a- œciwoœciach receptora decyduj¹ cechy jego

katalitycznej domeny, czyli cechy kinazy tyrozynowej. Si³a sygna³u mitogennego, wychodz¹cego od okreœlonego heterodimeru zale¿y ponadto w du¿ym stopniu od tego, przez któ- re bia³ka przekaŸnikowe z domen¹ SH2 (do- mena homologii z bia³kami Src) zostan¹ swo- iœcie rozpoznane podwójne zestawy tyrozynowych miejsc autofosforylacji tych receptorów [3, 11]. Tak wiêc cytoplazmatyczne bia³ka przekaŸnikowe z domen¹ SH2 tworz¹ szlaki przewodzenia sygna³u, ró¿ne dla ró¿nych he- terodimerów i zale¿ne od kinaz tyrozynowych, które w nich wystêpuj¹. Szlaki te w znacznym stopniu ró¿ni¹ siê si³¹ przekazywanego sygna-

³u. Receptor HER3 wyró¿nia siê wœród recep- torów rodziny HER tym, ¿e ma znacznie os³a- bion¹ aktywnoœæ kinazy tyrozynowej, co bie- rze siê st¹d, ¿e 3 aminokwasy tego bia³ka zast¹pione s¹ innymi ni¿ w pozosta³ych, bardziej konserwatywnych strukturalnie recepto- rach i budowa tego enzymu jest nietypowa [12]. W zwi¹zku z tym np. homodimery tego receptora nie wysy³aj¹ w ogóle ¿adnego sygna³u do j¹dra komórkowego, bo nie urucha- miaj¹ ¿adnego szlaku sygnalizacyjnego. Po- mimo tego faktu wykazano, ¿e w pewnych warunkach receptor HER3 mo¿e ulegaæ bardzo wysokiej aktywacji i wzbudzaæ intensywnie sygna³y mitogenne przez swoisty dla niego szlak bia³ek z domen¹ SH2, przeznaczo- ny dla prowadzenia przekazu o wyj¹tkowo wysokiej zdolnoœci pobudzania proliferacji ko- mórki [3, 7, 8]. Aby tak siê sta³o musz¹ jednak wyst¹piæ okreœlone okolicznoœci. Na te zagadnienia bardzo wyraŸne œwiat³o rzuci³y badania Zhanga i wsp. z 1996 r. prowadzone na komórkach NIH 3T3, z których ³atwo izo- luje siê subklon 7d, w którym nie wystêpuje ekspresja ¿adnego z receptorów HER [13].

Transfekowanie komórek tego podklonu poje- dynczymi receptorami HER, jak i po 2 w ró¿- nych kotransfekcjach pozwoli³o uzyskaæ istotne dane na temat dzia³ania receptora HER3 oraz heterodimerów z jego udzia³em. Wyniki tej pracy pokaza³y, ¿e komórki podklonu 7d, je¿eli wykazuj¹ wy³¹cznie ekspresjê recepro- ra HER3 charakteryzuje przyspieszenie wzrostu, jednak nie dochodzi w nich do transformacji morfologicznej.

Zdecydowanie odmienne wyniki uzyskano w tej pracy, analizuj¹c skutki transfekcji receptora HER1 lub HER2 do komórek subklonu 7d. Ka¿dy z tych receptorów transfekowany jako pojedynczy, wywo³uje zarówno przyspieszenie wzrostu badanych komórek, jak i trans- formacjê nowotworow¹. Najwa¿niejszym jednak faktem uzyskanym w tej pracy by³o wy- kazanie, ¿e istnieje synergistyczny efekt kombinacji ekspresji receptorów HER2 i HER3 najprawdopodobniej w zwi¹zku z utworzeniem przez nie heterodimeru. Efekt ten, choæ uza- le¿niony od dostêpnoœci HRG, by³ jednak spe³niony, gdy¿ komórki NIH 3T3 odznaczaj¹ siê autokrynn¹ ekspresj¹. W innych wczeœniej- szych pracach równie¿ wykazano, ¿e kona- dekspresja receptorów HER1 lub HER 2 z któ- rymœ z receptorów HRG, czyli receptorów HER3 lub HER4 ma znacznie wiêkszy potencja³ transformuj¹cy prawid³owe fibroblasty do Three oncoproteins are presented in

this work. They are responsible for di- sturbance of normal cellular growth, leading to neoplastic transformation and progression of malignant phenotype in the case of epithelial neopla- sms with HER2 (p185) receptor overexpression. In this context, therapeu- tically favourable, more multidirectional Herceptin effect is presented.

On the basis of review of world litera- ture on this problem, covering recent five years of basic and clinical studies it was demonstrated that the development and progression of malignant phenotype of epithelial tumours with p185 receptor overexpression is foun- ded on three-point axis established by the effects of three oncoproteins, mu- tually regulating themselves: HER2 and HER3 receptor heterodimer, autocrine heregulins and cyclo-oxygenase2 (cox2). The central link of this axis is heterodimer of HER2 and HER3 receptors. The blockade of this link with Her- ceptin neutralizes the mitogenic activity of the remaining two oncoproteins since they transmit their stimulations either as autocrine heregulins via this special heterodimer, or as in the case of cyclo-oxygenase2, the heterodimer induces oncogenic, constitutional activation of COX2 gene with all cance- rogenic results of this enzyme’s action.

Key words: oncoproteins (HER2/HER3, autocrine HRG and COX2), Herceptin.

W

Wssppóó³³cczzeessnnaa OOnnkkoollooggiiaa ((22000000)) vvooll.. 44;; 33 ((9933––9999))

(3)

Heterodimer receptorów HER2/HER3, autokrynne hereguliny i cyklooxygenaza 2 a dzia³anie Herceptyny

95

komórek nowotworowych ani¿eli ulegaj¹cy zwiêkszonej ekspresji pojedynczy receptor, tworz¹cy w tej sytuacji g³ównie homodimery, których aktywnoœæ biologiczna jest stosunkowo niska w porównaniu z aktywnoœci¹ hete- rodimerów.

Nowsze prace wykazuj¹, ¿e cz¹steczki nale¿¹ce do ligandów z grupy HRG (wszystkie izoformy tej grupy ligandów) nios¹ ze sob¹ zwiêkszon¹ zdolnoœæ do tworzenia heterodi- merów HER2 z HER3, co wynika z ich biwa- lentnoœci [3, 11]. Wszystko wskazuje na to, ¿e jednym z najbardziej skutecznych sposobów pobudzania proliferacji komórkowej przez receptory HER jest mo¿liwoœæ konstytucjonalnej transaktywacji fosfokinazy tyrozynowej receptora HER2 (bia³ka p185) poprzez transaktywa- cjê tego receptora w wyniku utworzenia przez niego heterodimeru z innym receptorem z rodziny HER, który obsadzony jest silnie stymu- luj¹cym ligandem i ¿e efekt ten wzrasta wraz ze wzrostem ekspresji receptora HER2 [3, 5, 7, 8]. Z tak¹ w³aœnie sytuacj¹, jak wynika z najnowszych badañ, mamy do czynienia w przypadku amplifikacji i/lub nadekspresji genu HER2 w nowotworach pochodzenia na- b³onkowego. Ligandy HRG mog¹ konstytucjonalnie aktywowaæ receptor HER2, je¿eli obsa- dzone tym czynnikiem wzrostu receptory HER3 lub HER4 utworz¹ odpowiednie heterodimery HER2/HER3 i HER2/HER4 [3, 5, 7, 8].

W heterodimerach tych pobudzony receptor HER2 zapewne gwa³townie wzmaga aktyw- noœæ kinazy tyrozynowej dimeryzuj¹cych z nim partnerów, bowiem wczeœniej wykazano, ¿e transaktywacja kinazy tyrozynowej receptorów HER3 i HER4 wymaga obecnoœci receptorów HER1 lub HER2 [3, 13, 14]. Utworzone w ten sposób heterodimery HER2/HER3 lub HER2/HER4, ale równie¿ HER1/HER3 i HER1/HER4, przy równoczesnej nadekspresji receptora HER2 w komórce, wykazuj¹ bardzo silne w³aœciwoœci do nadawania ci¹g³ych, niezale¿nych od sygna³ów zewnêtrznych, wewn¹trzkomórkowych sygna³ów mitogennych i s¹ intensywnie dzia³aj¹cymi onkoproteina- mi w zaburzaniu wzrostu komórek nowotworowych [3, 5, 7, 8] i pobudzania w nich zdolnoœci do przerzutowania [15, 16]. W pro- cesach tych szczególn¹ rolê odgrywa heterodimer HER2/HER3, poniewa¿ jest on naj- silniejszym mitogenem wœród heterodimerów rodziny receptorów HER [3, 5, 7, 8, 11, 14], na co sk³adaj¹ siê 3 omówione wy¿ej cechy tego heterodimeru, a wiêc:

wyj¹tkowo silne transpobudzenie katalitycznych w³aœciwoœci kinazy tyrozynowej receptora HER2 przez czynniki wzrostu typu HRGs,

szczególne nasilenie katalitycznych w³a- œciwoœci kinazy tyrozynowej receptora HER3 przez fosfokinazê tyrozynow¹ receptora HER2,

uruchomianie przez receptor HER3 szlaku przekaŸnictwa wewn¹trzkomórkowego o szczególnie intensywnym sygnale mitogennym, prowadzonym przez swoiste dla tego receptora bia³ka endoplazmatyczne z domen¹ SH2 [3, 5, 7, 8, 11].

Znaczenie receptorów HER2 i HER3 jest stosunkowo dobrze wykazane w raku piersi, m.in. w zwi¹zku z tym, ¿e obydwa geny koduj¹ce te receptory s¹ estrogenozale¿ne [17]. Z drugiej zaœ strony, poniewa¿ w prawid³owym nab³onku gruczo³u piersiowego oraz w ok. 90 proc. raka piersi u ludzi dochodzi do ekspresji genu HER3 [18], a nadekspresja genu HER2 pojawia siê w ok. 40 proc. pierwotnych raków piersi, wszystko wskazuje na to, ¿e w przypadkach tych dochodzi do tworzenia heterodimerów HER2/HER3 [19].

Badania ostatnich lat wykazuj¹ ponadto, ¿e w guzach przewodu pokarmowego powszechnie wystêpuje nadekspresja genu HER2 [1, 20, 21] oraz intensywne wybarwienie receptora HER3 w teœcie immunohistochemicznym [1, 22]. Stopniowo umacnia³o siê przekonanie dotycz¹ce koniecznoœci powstawania heterodi- merów HER2/HER3 w najbardziej z³oœliwych nowotworach pochodzenia nab³onkowego.

W 1999 r. Vadlamudi i wsp. [1] wykazali, ¿e w rakach jelita grubego u ludzi, receptory HER2 i HER3 s¹ konstytucjonalnie zaktywowane i wystêpuj¹ w formie heterodimerycz- nych kompleksów, co oznacza, ¿e heterodimery te wykazuj¹ bardzo silne w³aœciwoœci do nadawania ci¹g³ych, fa³szywych, niezale¿nych od sygna³ów zewnêtrznych, wewn¹trzkomór- kowych impulsów o intensywnym mitogennym charakterze. Dzia³aj¹ wiêc w komórce jak silne onkoproteiny.

AUTOKRYNNE HEREGULINY – HRGS Hereguliny (ponad 15 aktywnych biolo- gicznie izoform) s¹ peptydami wzrostowy- mi powstaj¹cymi w wyniku alternatywnego splicingu genu koduj¹cego neureguliny [3, 4]. Zosta³y one pierwotnie wyizolowane z komórkowych linii raka piersi [23]. W ko- mórkach nowotworów nab³onkowych u ludzi peptydy HRGs wi¹¿¹ siê specyficznie z receptorem HER3 i HER4 jako ligandy prowadz¹c do aktywacji tych receptorów oraz ich spontanicznej, preferowanej heterodime- ryzacji z receptorem HER2 (bia³kiem p185) [3, 5, 7, 8, 11]. W tym heterodimerze obydwa receptory szczególnie intensywnie ak- tywuj¹ siê wzajemnie, a powsta³y kompleks jest wyj¹tkowo trwa³y, co przed³u¿a jego mitogenne dzia³anie [3, 4, 5].

Autokrynna produkcja peptydów wzrostowych HRGs wydaje siê odgrywaæ nies³ychanie wa¿n¹ rolê we wzroœcie nowotworów u ludzi, gdy¿, jak wskazuj¹ wyniki najnowszych prac, jest to g³ówny mechanizm prowadz¹cy do powstania jednej z najagresywniejszych onkoprotein, jak¹ jest heterodimer HER2/HER3.

Ju¿ w 1995 r., kiedy opublikowano wyniki ba- dañ pierwotnego raka piersi, wykazuj¹ce obecnoœæ szeregu czynników wzrostu w ich utkaniu, sugerowano, ¿e mechanizm autokrynnego dzia³ania mo¿e odgrywaæ bezpoœredni¹ rolê w patobiologii nowotworów [24]. Z prac wczeœniejszych by³o równie¿ wiadomo, ¿e w liniach komórkowych ludzkiego raka piersi mo¿-

na stwierdziæ ekspresjê ró¿nych peptydów wzrostowych, w tym równie¿ heregulin. Jed- nak dopiero w 1996 r. po raz pierwszy wykazano, ¿e transformacja nowotworowa komórek nab³onkowych gruczo³u piersiowego MCF-10A u ludzi, poprzez wywo³anie w nich nadekspresji receptora HER2 (bia³ka p185), prowadzi w tych komórkach do indukcji zwiêkszonej ekspresji mRNA HRG i immunoreaktywnych izoform peptydów HRG [19]. Poniewa¿ komór- ki MCF-10A i ich formy transformowane nadekspresj¹ HER2 wykazuj¹ ekspresjê genu HER3 przyjêto, ¿e endogenne hereguliny mog¹ dzia-

³aæ jak autokrynny czynnik wzrostu dla trans- formowanych nadekspresj¹ HER2 nab³onkowych komórek gruczo³u piersiowego u ludzi, badanych w tej pracy. Autorzy oparli swój wniosek na bardzo istotnym fakcie, ¿e receptor HER3 wykazuje wyj¹tkowo wysokie powi- nowactwo do peptydów HRG, a po ich zwi¹- zaniu peptydy te silnie indukuj¹ tworzenie he- terodimerów z receptorem HER2. Po utworzeniu tego kompleksu dochodzi do sil- nej transaktywacji receptora HER2 wywo³anej heregulinami, które – jak wykazano wczeœniej – najsilniej transaktywuj¹ fosforylacjê tyrozyn receptora HER2 w tym w³aœnie heterodimerze [3, 5, 7, 8, 11].

W kolejnym roku ukaza³a siê praca bêd¹- ca pierwszym doniesieniem wykazuj¹cym ju¿

bezpoœrednio w³¹czanie izoformy HRGs w autokrynny mechanizm wzrostu nowotworowego komórek raka piersi u ludzi [25]. Autorzy z ko- mórek linii raka piersi MDA-MB-175 u ludzi, w której wystêpuje ekspresja receptorów HER2 i HER3, sklonowali now¹ izoformê HRG – gamma HRG. Wykazali tak¿e, ¿e dla utrzyma- nia pobudzonego wzrostu tych komórek nie wystarcza ekspresja gamma HRG i w³aœciwe- go dla niej receptora HER3, lecz autokrynne pobudzenie tego wzrostu bezwzglêdnie wymaga dodatkowo koekspresji receptora HER2, co bardzo wyraŸnie potwierdza potrzebê utworzenia heterodimeru HER2/HER3 dla utrzyma- nia du¿ego tempa wzrostu tych komórek.

W pracy tej wykazano ponadto, ¿e gamma heregulina, w przeciwieñstwie do innych izoform HRG, nie wystêpuje w nab³onkowych ko- mórkach gruczo³u piersiowego, w¹troby czy jelita, a jej pojawienie siê w komórkach raka piersi linii MDA-MB-175 mo¿e byæ bezpoœred- nio zwi¹zane z transformacj¹ nowotworow¹ i mo¿e byæ albo jej przyczyn¹, albo z niej wy- nikaæ. Przyjmuje siê, ¿e w omawianej pracy po raz pierwszy zidentyfikowano aktywny autokrynny system w³¹czaj¹cy HRG do stymulacji wzrostu komórek nowotworowych.

Ogromne jednak znaczenie dla postêpo- wania klinicznego mia³ jeszcze inny wynik uzyskany w tej pracy. Stosuj¹c monoklonalne przeciwcia³o anty ECD (extracellular domain) receptora HER2, które rozrywa asocjuj¹cy kompleks heterodimeru HER2/HER3, obsadzony HRG jako ligandem, uzyskano silny hamu- j¹cy wp³yw na wzrost badanej linii komórko- wej, co œwiadczy o tym, ¿e gamma HRG jest w³¹czana w autoktynne pobudzanie badanych

(4)

96

komórek przez heterodimer HER2/HER3. Dzia-

³anie endogennych gamma heregulin mo¿na neutralizowaæ stosuj¹c monoklonalne przeciwcia³o anty ECD HER2 (Herceptyna) i uzyskaæ znaczny efekt antyproliferacyjny. Oznacza to równie¿, ¿e obni¿aj¹c ekspresjê receptora HER2 lub blokuj¹c jego funkcjê mo¿emy nie dopuœciæ do tworzenia heterodimeru recepto- rów HER2/HER3 i uzyskaæ hamowanie wzrostu nowotworów u ludzi, u których dochodzi do nadmiernej ekspresji któregoœ z tych 2 re- ceptorów. Pogl¹d ten z czasem zyska³ zna- komite potwierdzenie kliniczne i monoklonalne humanizowane przeciwcia³o anty ECD HER2 jest sukcesywnie wprowadzane na ca-

³ym œwiecie do leczenia raka piersi z nadekspresj¹ genu HER2, stanowi¹c trzon terapii opartej na strategii REC (receptor enhanced chemosensitivity), polegaj¹cej na uczulaniu komórek nowotworowych z nadekspresj¹ genu HER2 na chemoterapeutyki, które w leczeniu skojarzonym podawane s¹ z tym przeciwcia³em.

Kolejne bardzo interesuj¹ce dane dotycz¹ce roli autokrynnych heregulin w powi¹zaniu z dzia³aniem heterodimeru receptorów HER2/HER3 opublikowano w 1999 r. Vadla- mudi i wsp. [1] zaprezentowali wyniki szero- ko zakrojonych badañ na liniach komórko- wych raka jelita grubego u ludzi oraz w wy- cinkach pobranych od pacjentów z tym nowotworem. Jednym z celów, jakie autorzy postawili sobie w tej pracy, by³o przebadanie ekspresji i aktywacji receptorów rodziny HER w komórkach raka jelita grubego. Autorzy po- twierdzili wczeœniejsze doniesienia, ¿e komór- ki raka jelita grubego wykazuj¹ powszechnie nadekspresjiê receptorów HER2 i HER3 oraz wykazali, ¿e receptory te wystêpuj¹ w formie heterodimerowych kompleksów. Wykazali tak-

¿e, ¿e heterodimery te tworz¹ siê pod nie- obecnoœæ ligandu egzogennego i s¹ konstytucjonalnie zaktywowane, czyli wysy³aj¹ ci¹- g³e fa³szywe sygna³y mitogenne do wnêtrza komórki, do jej DNA w³¹cznie. Okaza³o siê jednak, ¿e heterodimery HER2/HER3 tworz¹- ce siê pod nieobecnoœæ ligandu zewnêtrzne- go dysponuj¹ odpowiednim ligandem produ- kowanym przez komórki samego raka. Wyka- zano bowiem w omawianej pracy, ¿e opisywane dimery powstaj¹ jedynie w tych komórkach raka jelita grubego, które wykazu- j¹ ekspresjê i wydzielaj¹ bia³ko 40kDa, roz- poznawane immunologicznie jako hereguliny.

One to mog¹ aktywowaæ receptor HER2, je-

¿eli powstaj¹ heterodimery HER2/HER3. Czy- li w komórkach raka jelita grubego mamy do czynienia z konstytucjonaln¹ aktywacj¹ receptora HER2 na drodze autokrynnego pobudzenia heterodimeru HER2/HER3. W pracy tej wykazano ponadto, ¿e je¿eli odpowiednim przeciwcia³em anty HER3 blokowano miejsce odpowiedzialne za wi¹zanie siê tego receptora z heregulinami, to gwa³townie obni¿a³ siê poziom heterodimeru HER2/HER3, czemu to- warzyszy³ spadek dynamiki proliferacji komó- rek poddanych takiemu dzia³aniu. Te wyniki s¹ pierwszym doniesieniem wykazuj¹cym tworzenie konstytucjonalnie aktywnego heterodi-

meru HER2/HER3 pod wp³ywem dzia³ania autokrynnych heregulin, co razem tworzy mechanizm stymulacji wzrostu komórek raka jelita grubego.

CYKLOOKSYGENEZA 2 – NOWA ONKOPROTEINA O POTÊ¯NYM DZIA£ANIU – WSPÓ£ZALE¯NOŒÆ Z RECEPTORAMI HER

Ostatnie lata przynios³y narastaj¹c¹ iloœæ danych wykazuj¹cych, ¿e kancerogeneza w obrêbie okrê¿nicy regulowana jest daj¹c¹ siê gwa³townie indukowaæ czynnikami wzrostu izoform¹ cyklooksygenazy, enzymu odpo- wiedzialnego za przekszta³canie kwasu ara- chidonowego (AA) do prostaglandyn (PG) [26-35]. Ta izoforma cyklooksygenazy produ- kowana przez gen wczesnej odpowiedzi na- zwana zosta³a cyklooksygenaz¹ 2 (COX2) w odró¿nieniu od COX1 kodowanej przez od- rêbny gen z grupy genów housekeeping, któ- rego ekspresja niezale¿nie od transformacji nowotworowej komórki, pozostaje na wzglêd- nie niskim i sta³ym poziomie [33]. Autorzy wielu prac wykazali, ¿e poziom ekspresji genu COX2 jest bardzo wysoki zarówno w komór- kach gruczolaków jelita grubego u ludzi, jak i w gruczolakach u myszy, bêd¹cych nosiciel- kami mutacji genu APC (adenomatous polyposis coli) [26, 27, 31, 34, 35].

Wykazano równie¿, ¿e zniszczenie genu APC u myszy prowadzi do wzrostu ekspresji COX2 w guzach jelit [31, 34]. W procesie bardzo ¿mudnych badañ genetycznych wykazano, ¿e nadekspresja genu COX2 jest wcze- snym i kluczowym zdarzeniem w kancerogenezie okrê¿nicy u myszy i pojawia siê po mutacji drugiego allelu genu APC [31]. Wyka- zano tak¿e na modelu doœwiadczalnym z Min mouse (myszy bêd¹cej nosicielk¹ mutacji genu APC, u której wystêpuje podobny do ludzkiego zespó³ polipowatoœci), ¿e taki sam efekt jak uszkodzenie genu koduj¹cego COX2, czyli znamienne statystycznie zmniejszenie iloœci polipów, mo¿na uzyskaæ przez podanie œrod- ka farmakologicznego, hamuj¹cego selektyw- nie enzym COX2, mianowicie MF-tricyclic [31], lub Celecoxib [32] – nowoczesnych inhibito- rów COX2. Wykazano równie¿, ¿e nieswoisty inhibitor Sulindac, hamuj¹cy zarówno COX1, jak i COX2, prowadzi jedynie do statystycznie nieznamiennego spadku iloœci tworz¹cych siê polipów [31]. Wyniki te by³y kolejnym dowo- dem udzia³u COX2 we wczesnej kancerogenezie jelita grubego.

Szukaj¹c wyjaœnienia dla kancerogennego dzia³ania wysokich poziomów COX2 w komór- ce, zwrócono uwagê na hamowanie w tych komórkach procesu apoptozy i wzrostu stê¿e- nia bia³ka Bcl 2, jako jeden z mechanizmów za pomoc¹ których COX2 uczestniczy w po- budzaniu wzrostu komórek [36, 37]. Bardziej szczegó³owe badania tego zagadnienia wykaza³y, ¿e eikosanoidy, g³ównie prostaglandyny E2 (PGE2) powstaj¹ce na szlaku dzia³ania COX2 na kwas arachidonowy, podawane eg- zogennie do medium hodowlanego komórek

raka jelita grubego HCA-7, wykazuj¹cych wy- sok¹ ekspresjê COX2, wywo³uj¹ 4-, 5-krotny wzrost poziomu bia³ka Bcl 2, czemu towarzy- szy wieloprocentowy spadek komórek podle- gaj¹cych apoptozie. Efekt ten mo¿na odwró- ciæ przez traktowanie komórek w hodowli wysoce selektywnymi inhibitorami COX2, co wyraŸnie wskazuje na wa¿n¹ rolê, jak¹ eikosanoidy odgrywaj¹ jako metabolity AA powsta- j¹ce w zwiêkszonej iloœci w zwi¹zku z wyso- kim poziomem bia³ka COX2 w komórce [36, 37]. Wielokrotnie w badaniach na liniach ko- mórkowych zaobserwowano jednak, ¿e te wysokie wzrosty poziomów COX2 by³y przejœcio- we, a utrzymywa³y siê jedynie w tych komór- kach, gdzie dochodzi³o do konstytucjonalnie wysokiej ekspresji COX2, co mo¿na by³o za- obserwowaæ w niektórych liniach raka jelita grubego u ludzi, np. w komórkach HCA-7 [35, 38, 39, 40]. Wykazano równie¿, ¿e do konstytucjonalnej aktywacji genu COX2 dochodzi wówczas, gdy wystêpuje aktywacja recepto- rów z rodziny HER, gdy¿ wówczas gen COX2 jest dla nich jedn¹ z tarczy molekular- nych [40–42]. Zale¿noœæ ta ma nies³ychanie istotne znaczenie, poniewa¿ pokazuje powi¹- zania miêdzy szlakami dzia³ania receptorów HER i COX2.

Bardzo interesuj¹ce wyniki dotycz¹ce powi¹zañ konstytucjonalnej aktywacji genu COX2 z dzia³aniem autokrynnych heregulin w raku jelita grubego u ludzi, zaprezentowa³a wzmian- kowana ju¿ grupa Vadlamudiego na ³amach Oncogene w 1999 r. [1]. Wobec powszech- noœci wystêpowania nadekspresji receptora HER2 i HER3 w raku jelita grubego oraz wysokiej ekspresji COX2 w przypadku tego no- wotworu, wymieniona grupa amerykañskich badaczy postanowi³a sprawdziæ, czy istnieje jakieœ powi¹zanie miêdzy endogenn¹ ekspresj¹ HRGs lub szlakiem transdukcji sygna³u mitogennego a ekspresj¹ genu COX2. Autorzy tej pracy prowadzili badania na liniach komór- kowych raka jelita grubego u ludzi oraz wy- cinkach z guzów pobranych od pacjentów.

Jak ju¿ wspomniano wczeœniej w niniej- szym artykule, Vadlamudi i wsp. wykazali tworzenie siê w komórkach raka jelita grubego, konstytucjonalnie zaktywowanych heterodime- rów HER2/HER3, czyli wysy³aj¹cych ci¹g³e fa³- szywe sygna³y mitogenne do wnêtrza komór- ki, pod warunkiem wystêpowania w tych ko- mórkach intrakrynnej ekspresji HRG. Badaj¹c 8 ró¿nych linii raka jelita grubego u ludzi i ko- mórki z raka jelita grubego od 8 ró¿nych pa- cjentów autorzy wykazali, ¿e w przypadkach tych dochodzi do konstytucjonalnej transaktywacji receptora HER2 na drodze autokrynnego pobudzenia heterodimeru HER2/HER3.

W pracy tej wykazano nastêpnie, ¿e je¿eli ha- mowano specyficznym przeciwcia³em anty HER3 wi¹zanie ligandu HRG przez ten receptor, uzyskiwano nie tylko obni¿enie siê poziomu heterodimeru HER2/HER3, ale zupe³nie nieoczekiwanie stwierdzono redukcjê ekspresji genu COX2. W tej samej pracy w doœwiad- czeniach na liniach komórkowych wykazano,

¿e aktywacja heterodimeru HER2/HER3 przez

(5)

97

podanie egzogennego HRG indukuje ekspre- sjê mRNA COX2 oraz uwalnianie prostaglandyn do medium hodowlanego. Wykazano ponadto, ¿e te biologiczne pobudzenia wywo³a- ne podaniem HRG – ligandem receptorów HER3 – oraz pobudzanie przez niego proliferacji komórkowej, mo¿na zablokowaæ specyficznym inhibitorem enzymu COX2, co œwiad- czy o tym, ¿e blokuje on powstawanie konstytucjonalnie aktywnego kompleksu dime- rycznego HER2/HER3. Obserwacje te wykazuj¹ wyraŸnie poœredniczenie szlaku dzia³ania enzymu COX2 w mitogennej odpowiedzi ko- mórek raka jelita grubego stymulowanych HRGs. Widaæ wiêc, ¿e z jednej strony heterodimer HER2/HER3 reguluje ekspresjê COX2, z drugiej zaœ strony wysoki poziom COX2 sprzyja tworzeniu tego dimeru, gdy¿ specy- ficzne inhibitory COX2 niweluj¹ dzia³anie tego kompleksu.

Wiele dowodów doœwiadczalnych wskazuje na to, ¿e endogenne HRGs w po³¹czeniu z nadekspresj¹ receptorów rodziny HER mo- g¹ dzia³aæ jako potencjalny komórkowy czynnik, który kontroluje poziom ekspresji bia³ka COX2 [1]. Jest to pewien mechanizm ogólny z którym mamy doczynienia, jak wykazano, w przypadku raka jelita grubego, jednak w obliczu wielu faktów uzyskanych w ostatnich latach, mo¿na uznaæ, ¿e jego zasiêg obejmuje równie¿ inne nowotwory pochodzenia nab³onkowego, choæ pogl¹d ten wymaga dalszych intensywnych badañ. Jednak nale¿y podkreœliæ, ¿e dotychczas zebrano ju¿ wiele danych na to, i¿ nadekspresja COX2 jest nie- zbêdna w ogóle dla przemiany nowotworowej komórek nab³onkowych. Œwiadczy o tym miê- dzy innymi powszechne wystêpowanie wysokiej ekspresji COX2 tak w komórkach trans- formowanych [43], jak i w ró¿nych typach no- wotworów nab³onkowych u ludzi [27, 28, 44–46] oraz znany od dawna fakt, ¿e nowotwory pochodzenia nab³onkowego produkuj¹ wiêcej prostaglandyn ani¿eli prawid³owe tkan- ki z których same siê wywodz¹ [47–50]. Rów- nie¿ doniesienia najnowsze [40–42], wykazu- j¹ce zale¿noœæ konstytucjonalnej aktywacji genu COX2 od wystêpowania w komórce nowotworowej, onkogennej aktywacji recepto- rów z rodziny HER i ekspresji endogennych heregulin, umacniaj¹ pogl¹d, ¿e wspó³dzia³a- nie i wzajemne regulowanie siê tych 3 typów onkoprotein, odgrywa podstawow¹ rolê w za- burzeniach wzrostu nowotworowych komórek pochodzenia nab³onkowego.

DZIA£ANIE HERCEPTYNY

Pierwsze próby blokowania receptora HER2 (p185) za pomoc¹ monoklonalnego przeciwcia³a skierowanego przeciwko p185, pochodz¹ z koñca lat 80. [51]. Podjêcie takich prób by³o zwi¹zane z opublikowaniem w tym czasie wyników badañ przeprowadzo- nych na komórkach transfekowanych genem HER2 i na zwierzêtach transgenicznych, podczas których wykazano, ¿e prawdziwa jest hipoteza i¿ zwiêkszona produkcja receptora HER2 (p185) jest nie tylko markerem, ale

bezpoœrednio uczestniczy w patogenezie i klinicznej agresywnoœci guzów wykazuj¹cych tak¹ nadprodukcjê [52-54]. Wyniki te by³y na- stêpnie w latach póŸniejszych wielokrotnie potwierdzone przez ró¿ne oœrodki badawcze na œwiecie i dziœ jako niepodwa¿alne stanowi¹ bardzo obszerny materia³ [55-60].

W badaniach przedklinicznych przeprowa- dzonych in vitro i in vivo wykazano nastêp- nie, ¿e wymienione przeciwcia³a hamuj¹ zna- miennie wzrost komórek guza, wykazuj¹cych nadekspresjê receptora HER2 (p185) [61-65].

Te zachêcaj¹ce wyniki doprowadzi³y do prze- prowadzenia w 1996 r. pierwszej próby klinicznej do¿ylnego podania recombinant humanized anti-p185 HER2 antibody (rhu Mab HER2 (Herceptin), pacjentkom z rakiem piersi wykazuj¹cym nadekspresjê p185, u któ- rych wyst¹pi³y liczne przerzuty po intensywnym rutynowym leczeniu chemicznym [66].

W pracy tej wykazano, ¿e podane przeciwcia³o jest aktywne klinicznie i nie daje efektu toksycznoœci. Tymczasem intensywnie prowadzone badania podstawowe, konsekwent- nie wykazywa³y, ¿e dzia³anie monoklonalnych przeciwcia³ anty p185 jest skutecznym spo- sobem uczulania komórek nowotworowych z nadekspresj¹ genu HER2 na chemiczne la- ki przeciwnowotworowe [61, 63-65, 67, 68].

Badania komórek raka piersi i jajnika u ludzi z amplifikacj¹ genu HER2 przeprowadzo- no na du¿¹ skalê celem sprawdzenia wp³ywu tych przeciwcia³ podanych pojedynczo i w kombinacji z cis-diaminodichloroplatin¹ (CDDP) [64]. Badania przeprowadzone zarów- no na liniach komórkowych in vitro, jak i in vivo na bezgrasiczych myszach wykaza³y, ¿e wp³yw monoklonalnych przeciwcia³, specyficz- nych dla zewn¹trzkomórkowego epitopu bia³- ka p185, stosowanych pojedynczo daje efekt cytostatyczny, a w kombinacji ze stosowanym lekiem – cytotoksyczny, podnosz¹c znacznie skutecznoœæ dzia³ania leku [64]. Wp³yw podawania leku i przeciwcia³a okaza³ siê specyficznie wybiórczy dla komórek wykazuj¹cych nad- produkcjê bia³ka p185, i by³ obserwowany przy bardzo niskim stê¿eniu przeciwcia³a, przy którym po podaniu wy³¹cznie przeciwcia³a nie obserwowano efektu w ogóle. Stosowanie ko- jarzonego podawania przeciwcia³a z lekiem nie prowadzi³o do wzrostu toksycznoœci ogól- nej u myszy i dawa³o ca³kowit¹ remisjê prze- szczepów guzów ludzkiego raka piersi u badanych zwierz¹t. Obserwowany synergizm zwi¹zany jest jak wykazano [64, 65, 69] z wewn¹trzkomórkowym blokowaniem zdolnoœci na- prawczych DNA przez stosowane przeciwcia-

³o. W wyniku tego dzia³ania uszkodzenia DNA wywo³ane przez CDDP by³y wiêksze i wiêksza iloœæ komórek guza uruchamia mechanizm za- programowanej œmierci komórki. Ta zaobser- wowana synergistyczna aktywnoœæ zosta³a na- zwana REC (receptor enhanced chemosensitivity) i ma ogromne potencjalne perspektywy zastosowania klinicznego ze wzglêdu na wy- sok¹ swoist¹ aktywnoœæ jedynie wobec komó- rek z nadekspresj¹ bia³ka p185 oraz ze wzglê-

du na statystycznie znamienne zwiêkszanie potencja³u zabijania takich komórek [64].

W pierwszej pracy klinicznej, w której przedstawiono rezultaty zastosowania tej strategii w³¹czaj¹cej kombinacjê CDDP i monoklonalnych przeciwcia³ u pacjentek z rakiem piersi z amplifikacj¹ genu HER2, opornych na chemioterapiê, zaprezentowano wyniki tak nie- zwykle zachêcaj¹ce, ¿e sta³y siê one zapo- wiedzi¹ dalszych tego typu prób klinicznych [70] przeprowadzanych z zastosowaniem rów- nie¿ innych leków przeciwnowotworowych (np.

antracyklin czy taksanów), które uzyska³y bardzo dobre wyniki w badaniach przedklinicznych [68]. Najnowsze badania przedkliniczne i podstawowe wykaza³y addytywny lub synergistyczny sposób dzia³ania szerokiego spek- trum chemicznych leków przeciwnowotworowych w po³¹czeniu ze specyficznymi mono- klonalnymi przeciwcia³ami anty p185 i w pe³ni potwierdzi³y doniesienia wczeœniejsze [71].

Równie¿ najnowsze badania kliniczne potwierdzi³y obserwacje poprzednie [72].

W 1999 r. po raz drugi zosta³a wykonana kliniczna próba skutecznoœci i bezpieczeñ- stwa podawania rhu Mab HER2 – Hercep- tyny, pacjentkom z rakiem piersi, wykazuj¹- cym nadekspresjê receptora HER2 [73].

Grupa badanych pacjentek obejmowa³a 222 przypadki i by³a piêciokrotnie liczniejsza ni¿

w 1996r kiedy to dokonano pierwszej takiej próby. Do badania tego zakwalifikowano równie¿ i tym razem pacjentki u których wyst¹pi³y liczne przerzuty po intensywnym leczeniu chemicznym. Wielorakie korzyœci z zastosowanej terapii, trwa³a obiektywna odpowiedŸ i korzystny profil toksycznoœci – oto podstawowe wyniki uzyskane w tej pracy, której autorzy wnioskuj¹, ¿e podawanie rhu Mab HER2 jest nowym wa¿nym sposo- bem leczenia pacjentek z guzami wykazu- j¹cymi nadekspresjê genu HER2 [73].

Z omawianych wy¿ej wyników uzyskanych w pracach podstawowych, przedklinicznych i klinicznych wynika, ¿e strategia REC góruje nad leczeniem wg konwencjonalnych sposo- bów leczenia chemicznego, g³ównie ze wzglê- du na du¿¹ skutecznoœæ, brak toksycznoœci i wysoce swoiste dzia³anie polegaj¹ce na kie- rowaniu leku na tarczê molekularn¹, czyli na œciœle okreœlon¹ onkoproteinê, któr¹ w tym przypadku jest receptor HER2 (p185).

Postêp wiedzy w zakresie dzia³ania recep- torów z rodziny HER, jaki nast¹pi³ w ci¹gu ostatnich kilku lat, pozwala dziœ znacznie le- piej rozumieæ korzyœci p³yn¹ce ze stosowania strategii REC. Dziœ wiemy ju¿, ¿e stosuj¹c ludzkie monoklonalne przeciwcia³o anty p185 (Herceptynê) doprowadzamy do dysocjacji heterodimeru HER2/HER3 – jednej z najagresywniejszych onkoprotein – i likwidujemy central- ne i najwa¿niejsze ogniwo 3-punktowej osi wyznaczonej przez 3 wspó³dzia³aj¹ce i wspó³reguluj¹ce siê wzajemnie onkoproteiny, jakimi s¹: heterodimer HER2/HER3, endogenne hereguliny i cyklooksygenaza 2 (COX2).

(6)

98

Monoklonalne przeciwcia³o anty p185 powo- duje dysocjacjê istniej¹cych heterodimerów HER2/HER3 oraz uniemo¿liwia komórkom z nadprodukcj¹ p185 tworzenie nowych kom- pleksów tego rodzaju, przez co za jednym po- ci¹gniêciem niweluje w komórce równie¿ skutki nadekspresji receptora HER3 oraz skutki dzia³ania autokrynnych heregulin, gdy¿ obsa- dzone nimi receptory HER3 i tak nie mog¹ utworzyæ heterodimeru HER2/HER3.

Jak wykaza³ Vadlamudi i wsp., zmniejszanie w komórce iloœci heterodimeru HER2/HER3 prowadzi jednoczeœnie do zmniejszenia ekspresji bia³ka COX2, które sku- tecznie blokuje apoptozê. Widzimy wiêc ko- lejn¹ korzyœæ poœredni¹ z dzia³ania monoklonalnego przeciwcia³a anty-p185. Znacz¹co zmniejszaj¹c w komórce iloœæ heterodimeru HER2/HER3 i nie dopuszczaj¹c do powstawa- niania tego kompleksu, stosowane przeciwcia-

³o prowadzi w konsekwencji do obni¿ania ekspresji COX2 i wzrostu apoptozy w komórkach guza. Podawane przeciwcia³o stwarza jedno- czeœnie dogodne warunki do wybiórczego podawania leku chemicznego na tarczê molekularn¹ w ramach strategii REC i uzyskanie z niej pe³nej korzyœci, a wiêc maksymalnego zabijania komórek z amplifikacj¹ genu HER2.

Do ukazania siê pracy Vadlamudiego i wsp. nie by³o wiadomo, ¿e Herceptyna ha- muje poœrednio równie¿ COX2, oraz, ¿e spe- cyficzne inhibitory COX2 niweluj¹ biologiczne pobudzenia heterodimeru HER2/HER3 przez HRGs i najprawdopodobniej przez inne czynniki wzrostu oddzia³ywuj¹ce na receptory HER, przez co gwa³townie zmniejszaj¹ proliferacjê komórek i zwiêkszaj¹ ich apoptozê. Wydaje siê, ¿e starannie opracowany nowoczesny sposób leczenia oparty na strategii REC mo-

¿e teraz sprawdziæ siê równie¿ w leczeniu raka jelita grubego. Nale¿y oczekiwaæ, ¿e mo¿- na by strategiê REC wzbogaciæ do³¹czeniem do przeciwcia³a i odpowiedniego leku chemicznego, swoistego inhibitora COX2. Wszyst- ko wskazuje na to, ¿e strategia REC mo¿e przynieœæ swoisty prze³om w leczeniu wszyst- kich nowotworów pochodzenia nab³onkowego, po³¹czonych ze zwiêkszon¹ produkcj¹ recep- torów HER, szczególnie w swej wersji wzbo- gaconej o specyficzny inhibitor COX2, gdy¿

jak wiadomo z szerokiego przegl¹du publika- cji, wysoka ekspresja COX2 jest powszechna w tych nowotworach.

PIŒMIENNICTWO

1. Vadlamudi R, Mandal M, Adam L, et al. Regulation of cyclooxygenase-2 pathway by HER2 receptor.

Oncogene 1999; 18: 305-14.

2. Hynes NE, Stern DF. The biology of erb B2 (neu) HER2 and its role in cancer. Bioch Bioph Acta 1994; 1198: 165-84.

3. Alroy I, Yarden Y. The Erb B signaling network in embryogenesis: signal diversification through combination ligand – receptor interaction. FEBS Lett 1997;

410: 83-6.

4. Carraway KI, Cantley LC. Neu acquistance for Erb B3 and Erb B4: A role for receptor heterodimerization in growth signaling. Cell 1994; 78: 5-8.

5. Karunagaran D, Tzahar E, Beerli R, et al. Erb B-2

is a common auxiliary subunit of NDF and EGF receptors: implications for breast cancer. EMBO J 1996; 15: 254-6.

6. Dougall WC, Quian X, Peterson NC, et al. The neu – oncogene: signal transduction pathways, transformation mechanisms and evolving therapies. Onco- gene 1994; 9: 2109-23.

7. Pinkas-Kramarski R, Soussan L, Waterman H, et al. Diversification of neu differentiation factor and epidermal growth factor signaling by combinatorial receptor interactions. EMBO J 1996; 15: 2452-67.

8. Pinkas-Kramarski R, Shelly M, Glathe S, et al. Neu differentiation factor/neuregylin isoforms activate receptor combination. J Biol Chem 1996; 271: 19029-32.

9. Kokai Y, Myers J N, Wada T, et al. Synergistic interaction of p 185 c-neu and the EGF receptor leads to transformation of rodent fibroblasts. Cell 1989; 58:

287-92.

10. Sliwkowski MX, Schaefer G, Aktita RW, et al. Co- expression of erb B2 and erb B3 proteins reconstitu- tes a high affinity receptor for heregulin. J Biol Chem 1994; 269: 14661-5.

11. Amundadottir LT, Leder P. Signal transduction pathways activated and required for mammary carcinogenesis in response to specific oncogenes. Oncogene 1998; 16: 737-46.

12. Sierke SL, Cheng K, Kim HH, et al. Biochemical characterization of the protein tyrosine kinase homo- logy domain of the Erb B3 (HER3) receptor protein.

Biochem J 1997; 322: 757-63.

13. Zhang K, Sun J, Lin N, et al. Tramsformation of NIH 3T3 cells by HER3 or HER4 receptors requires the presence of HER1 or HER2. J Biol Chem 1996;

271: 3884-90.

14. Fitzpatrik VD, Pisacane PI, Vandlen R L, et al. For- mation of high affinity heregulin binding site using the soluble extracellular domains of Erb B2 with Erb B3 or Erb B4. FEBS Lett 1998; 431: 102-6.

15. Yu D H, Hung MC. Expression of activated rat neu ocogene is sufficient to induce experimental metastasis in 3T3 cells. Oncogene 1991; 6: 1991-6.

16. Yu D, Wang SS, Dulski K M, et al. C- erb B-2/ neu overexpression enhances metastatic potential of human lung cancer cells by induction of metastasis – as- sociated properties. Cancer Res 1994; 54: 3260-6.

17. Bates NP, Hurst HC. An intron 1 enhancer element mediates oestrogen-induces suppression of ERBB2 expression. Oncogene 1997; 15: 473-81.

18. Lemoine NR, Barnes DM, Hollywood DP, et al.

Expression of the ERBB3 gene product in breast cancer. Br J Cancer 1992; 66: 1116-21.

19. Mincione G, Bianco C, Kannan S, et al. Enhanced expression of heregulin in c- erb B2 and c-Ha- ras transformed mouse and human mammary epithelial cells. J Cell Biochem 1996; 60: 437-46.

20. Kapitanoviæ S, Radoseviæ S, Kapitanoviæ M, et al.

The expression of p 185 HER2/neu correlates with stage of disease and survival in colorectal cancer.

Gastroenterol 1997; 112: 11103-13.

21. Yang JL, Yu Y, Markoviæ B, et al. Overexpression of c-erb B2 mRNA and/or c-neu oncoprotein is a pre- dictor for metastases from colorectal cancer. Anti- cancer Res 1997; 17: 1023-6.

22. Ciardiello F, Kim N, Saeki T, et al. Differential expression of epidermal growth factor – related proteins in human colorectal tumors. Proc Natl Acad Sci USA 1991; 88: 7792-6.

23. Kung W, Dawid F, Laugen H, et al. Isolation of a heregulinlike growth factor secreted by estrogen receptor – negative MDA-MB-231 human breast cancer cells that stimulates estrogen positive cells. Biochem Biophys Res Comun 1994; 202: 1357-65.

24. Normano N, Kim N, Wen D, et al. Expression of messenger RNA for amphiregulin, heregulin and crip- to – 1, three new members of the epidermal growth factor family, in primary human breast carcinomas.

Breast Cancer Res Treat 1999; 35: 293-7.

25. Schaefer G, Fitzpatrick DV, Sliwkowski MX. Here- gulin: a novel heregulin isoform that is an autocrin growth factor for the human breast cancer cell line, MDA -MB-175. Oncogene 1997; 15: 1385-94.

26. Prescott SM, White RL. Self- promotion? Intimate

connections between APC and prostaglandin H synthase-2. Cell 1996; 87: 783-6.

27. Eberhart CE, Coffey RY, Radhika A, et al. Up- regulation of cycloxygenase-2 gene expression in human colorectal adenomas and adenocarcinomas.

Gastroenterol 1994; 107: 1183-8.

28. Ristimaki A, Honkanen N, Jankala H, et al. Expres- sion of cyclooxygenase-2 in human gastric carcinoma. Cancer Res 1997; 57: 1276-80.

29. DuBois RN, Radhika A, Reddy BS, et al. Increased cyclooxygenase-2 levels in carcinogen – induced rat colonic tumors. Gastroenterol 1996; 110: 1259-62.

30. Tsujii M, Kowano S, DuBois Rn. Cyclooxygenase- 2 expression in human colon cancer cells increases metastatic potential. Proc Natl Acad Scie USA 1997; 94: 3336-40.

31. Oshima M, Dinchuk JE, Kargman SL, et al. Sup- pression of intestinal polyposis in APC knockout mice by inhibition of oxygenase 2 (COX-2). Cell, 1996; 87: 803-9.

32. Kawamori T, Rao CV, Seibert K. Chemopreventive activity of Celecoxib, a specific cyclooxygenase-2 inhibitor, against colon carcinogenesis. Cancer RES 1998; 58: 409-12.

33. Herschman HR. Prostaglandin synthase 2. Biochim Biophys Acta 1996; 1299: 125-40.

34. Williams CW, Luongo C, Radhika A, et al. Elevated cyclooxygenase-2 levels in Min mouse adenomas.

Gastroenterology 1996; 111: 1134-40.

35. Sheng H, Shao J, Kirkland SC, et al. Inhibition of human colon cencer cell growth by selective inhibition of cyclooxygenase-2. J Clin Invest 1997; 99: 2254-9.

36. Sheng H, Sho J, Morrow JD, et al. Modulation of apoptosis and Bcel-2 expression by prostaglandin E2 in human colon cancer cells. Cancer Res 1998; 58: 362-6.

37. Tsujii M, DuBois RN. Alterations in cellular adhe- sion and apoptosis in epithelial cells overexpressing prostaglandin endoperoxide synthase-2. Cell 1995; 83: 493-501.

38. DuBois RN, Awad J, Morrow J, et al. Regulation of eicosanoid production and mitogenesis in rat intestio- nal epithelial cells by transforming growth factar-α and phorbol ester. J Clin Invest 1994; 93: 493-8.

39. DuBois RN, Tsujii M, Bishop P, et al. Cloning and characterization of a growth factor – inducible cyclooxygenase gene form rat intestinal epithelial cells.

Am J Physiol 1994; 266: G822-7.

40. Shin DM, Ro JY, Hong WK, et al. Dysregulation of epidermal growth factor receptor expression in pre- malignant lesions during head and neck tumorigene- sis. Cancer Res 1994; 54: 3153-9.

41. Coffey RJ, Hawkey CJ, Damstrup L, et al. EGF receptor activation induces nuclear targeting of COX2 basolateral release of prostaglandins and mitogenesis in polarizing colon cancer cells. Proc Notl Acad Sci USA 1997; 94: 657-62.

42. Mestre JR, Subbaramaiah K, Sacks PG, et al. Reti- noids supress epidermal growth factor – induced trans- cription of cyclooxygenase-2 in human oral squamous carcinoma cells. Cancer Res 1997; 57: 2890-5.

43. Subbaramaiah K, Telang N, Ramonetti JT, et al.

Transciption of cyclooxygenase-2 is enhanced in transformed mammary epithelial cells. Cancer Res 1996; 56: 4424-9.

44. Hida T, Yatabe Y, Achiwa H, et al. Increased expressed of cyclooxygenase-2 occurs frequently in human lung cancers, specifically in adenocarcinomas. Cancer Res 1998; 58: 3761-4.

45. Tucker ON, Dannenberg AY, Yang EK, et al. Cyclo- oxygenase-2 expression is up-regulated in human pancreatic cancer. Cancer Res 1999; 59: 987-90.

46. Chang G, Boyle JO, Yang EK, et al. Cyclooxyge- nase-2 expression is up-regulated in squamous cell carcinoma of the head and neck. Cancer Res 1999;

59: 991-4.

47. Bennett A, Charlier EM, Mc Donald, et al. Prosta- glandins and breast cancer. Lancet 1987; 2: 624-6.

48. Bennett A. The production of prostanoids in human cancers, and their implications for tumor progression.

Prog Lipid Res 1986; 25: 539-42.

49. Jung TT, Berlinger NT, Juhn SK. Prostaglandins in

(7)

99

squamous cell carcinoma of the head and neck: a pre- liminary study. Laryngoscope 1985; 95: 307-12.

50. Bennett A, Carroll MA, Stanford JF, et al. Prosta- glandins and human lung carcinomas. Br J Can- cer 1982; 46: 888-93.

51. Hudziak RM, Lewis GD, Winget M, et al. p 185 HER2 monoclonal antibody has antiproliferative effects in vitro and sensitized human breast tumor cells to tumor necrosis factor. Mol Cell Biol 1989; 9:

1165-72.

52. Hudziak RM, Schlessinger J, Ullrich A. Increased expression of the putative growth factor receptor p185 HER2 causes transformation and tumorigene- sis of NIH 3T3 cells. Proc Natl Acad Sci USA 1987;

84: 7159-63.

53. Di Fiore PP, Pierce JH, Kraus MH, et al. erB-2 is a potent oncogene when overexpressed in NIH 3T3 cells. Science 1987; 237: 178-82.

54. Guy CT, Webster MA, Schaller M, et al. Expres- sion of the neu protooncogene in the mammary epithelium of transgenic mice induces metastatic disease. Proc Natl Acad Sci USA 1992; 89:

10578-82.

55. Slamon DJ, Clark GM, Wong SG, et al. Human breast cancer: Correlation of relapse and survival with amplification of the HER2/neu oncogene.

Science 1987; 235: 177-82.

56. Slamon DJ, Godolphin W, Jones LA, et al. Stu- dies of HER2/neu proto-oncogene in human breast and ovarian cancer. Science 1989; 244: 707-12.

57. Allred DC, Clark GM, Tandon AK, et al. HER-2/neu in node- negative breast cancer: Prognostic signifi- cance of overexpression influenced by the presence of in situ carcinoma. J Clin Oncol 1992; 10:

599-605.

58. Kern JA, Schwartz DA, Norolberg JE, et al. p185 neu expression in human lung adenocarcinomas pre- dicts shortened survival. Cancer Res 1990; 50:

5184-91.

59. Uhino S, Tsuda H, Maruyama K. Overexpression of c-erB-2 protein in gastric cancer. Cancer 1993;

72: 3179-84.

60. Ravdin PM, Chamness GC. The c-erB-2 proto-oncogene as a prognostic and predictive marker in breast cancer: A paradigm for the development of other macromolecular markers – A review. Gene 1995; 159: 19-27.

61. Hancock MC, Langton BC, Chan T, et al. A monoclonal antibody against the c-erbB-2 protein enhances the cytotoxicity of cis- diaminedichloroplati- num against human breast and ovarian tumor cell liens. Cancer Res 1991; 51: 4575-80.

62. Harwerth IM, Wels W, Schlegel J, et al. Monoclo- nal antibodies directed to the erb B-2 receptor inhi- bit in vivo tumor cell growth. Br J Cancer 1993;

68: 1140-5.

63. Artega CL, Carty-Dugger T, Winner A. Andibo- dies p 185 HER-2 enhance etoposide- induced cytotoxicity against human breast carcinoma cells.

Proc Am Soc Clin Oncol 1993; 12: 1012.

64. Pietras RJ, Fendly BM, Chazin VR, et al. Antibo- dy to HER-2/ neu receptor blocks DNA repair after cisplatin in human breast and ovarian cancer cells.

Oncogene 1994; 9: 1829-38.

65. Artega CL, Winner AR, Poirier MC, et al. p185 c- erb B-2 signal enhances cisplatin- induced cytotoxicity in human breast carcinoma cells: Association between an oncogenic receptor tyrosine kinase and drug inducted DNA repair. Cancer Res 1994; 54:

3758-65.

66. Baselga J, Tripathy D, Mendelsohn J, et al. Pha- se II study of weekly intravenous recombinant humanized anti – p185 HER2 monoclonal antibody in patients with HER2/neu overexpressing metastatic breast cancer. J Clin Oncol 1996; 14: 737-44.

67. Lopez AM, Pegram MD, Landaw EM, et al. Mo- dels to assess combination therapy interactions:

Optimal timing of anti HER2 antibody and doxorubicin in breast cancer. Proc Am Assoc Cancer Res 1997; 38: 605 (abstr 4061).

68. Baselga J, Norton L, Albnell J, et al. Recombi- nant humanized anti-HER2 antibody (Herceptin)

enhances the antitumor activity of paclitaxel and doxorubicin against HER2/neu overexpressing human breast cancer xenografts. Cancer Res 1998;

58: 2825-31.

69. Klapper LN, Vaisman N, Hurwitz E, et al. A subc- lass of tumor- inhibitory monoclonal antibodies to Erb- 2/HER2 blocks crosstalk with growth factor receptors.

Oncogene 1997; 14: 2099-109.

70. Pegram MD, Lipton A, Hayes DF, et al. Phase II study of receptor – enhanced chemosensitivity using recombinant humanized anti – p 185 HER2/

neu monoclonal antibody plus cisplatin in patients with HER2/ neu – overexpressing metastatic breast cancer refractory to chemotheraphy treatment. J Clin Oncol 1998; 16: 2659-71.

71. Pegram M, Hsu S, Lewis G, at al. Inhibitory effects of combinations of HER-2/neu antibody and chemotherapeutic agents used for treatment of human breast cancers. Oncogene 1999; 18: 2241-51.

72. Slamon D, Leyland-Jones B, Shak S, et al. Addi- tion of Herceptin (humanized anti – HER2 antibody) to first line chemotherapy for HER2 overexpressing metastatic breast cancer (HER2+/MBC) markedly increases anticancer activity: A randomized multi- national controlled phase III trial. Proc Am Soc Clin Oncol 1998; 17: 98A, (abstr 377).

73. Cobleigh MA, Vogel CL, Tripathy D, et al. Multi- national study of the efficacy and safety of humanized anti- HER2 monoclonal antibody in women who have HER2-overexpressing metastatic breast cancer that has progressed after chemotherapy for metastatic disease. J Clin Oncol 1999; 17: 2639-48.

ADRES DO KORESPONDENCJI dr n. przyr. EEwwaa SSzzaacciikkoowwsskkaa Zak³ad Patomorfologii Klinicznej CSK WAM

ul. Szaserów 128 00-909 Warszawa tel./fax (22) 810 38 92