泰瑞沙/奥希替尼可逆转癌细胞中ABCB1介导的耐药性

　　近年来，酪氨酸激酶抑制剂 (TKIs) 已被证明能够抑制 ATP 结合盒 (ABC) 转运蛋白介导的多药耐药 (MDR)。在这项研究中，我们确定了泰瑞沙/奥希替尼（一种新型的选择性、不可逆的 EGFR（表皮生长因子受体）TKI）是否可以逆转 ABC 转运蛋白介导的 MDR。结果表明，在无毒浓度下，奥希替尼使 ABCB1 转染和药物选择的细胞系对底物抗癌药物秋水仙碱、紫杉醇和长春新碱显着敏感。奥希替尼显着增加[3H]-紫杉醇在 ABCB1 过表达细胞中通过阻断 ABCB1 转运蛋白的外排功能。相比之下，当 ABCB1 过表达细胞暴露于 0.3 μM 奥希替尼 72 小时时，未观察到 ABCB1 的表达水平和定位模式发生显着变化。此外，ATPase 测定显示泰瑞沙/奥希替尼刺激 ABCB1 ATPase 活性。分子对接和分子动力学模拟表明，奥希替尼在人类同源基因 ABCB1 的跨膜结构域具有强而稳定的相互作用。综上所述，我们的研究结果表明，临床批准的第三代 EGFR TKI 奥希替尼可以逆转 ABCB1 介导的 MDR，支持奥希替尼和 ABCB1 底物的联合治疗可能成为 ABCB1 阳性耐药癌症的新治疗策略。

　　以往的研究表明，酪氨酸激酶抑制剂等几种小分子细胞信号抑制剂在临床医学耐药中发挥着重要作用。许多临床使用的 TKI 可显着逆转 ABC 转运蛋白介导的 MDR。大约 85% 的肺癌是非小细胞肺癌。大约 15% 的晚期 NSCLC 患者的肿瘤是 EGFR 突变的。当细胞表面的 EGFR 发生突变并变得活跃时，它会导致癌症生长。大多数晚期肺癌最终会进展，因为肿瘤对 TKI 治疗产生耐药性。在患有 EGFR 突变的 NSCLC 并在某些 EGFR TKI 疗法中出现进展的患者中，67% 的病例具有 T790M 突变，这与疾病的进展有关。T790M 是一种对 EGFR 突变的一线治疗产生反应的突变。几份报告显示肺癌标本中 ABCC1 和 ABCC3 的表达水平较高。据报道，与小细胞肺癌 (SCLC) 相比，NSCLC 中 ABCC1 表达的发生率较高。在一些肺癌标本中，检测到少量其他 ABC 转运蛋白，如 ABCB1 和 ABCG2。除了前面提到的 ABC 转运蛋白 ABCB1、ABCG2 和 ABCC1 之外，ABCC10 的表达可能被认为是紫杉醇治疗后非小细胞肺癌治疗中 MDR 的预测生物标志物。泰瑞沙/奥希替尼是一种口服、不可逆和突变选择性 EGFR TKI，用于治疗转移性 EGFR T790M 阳性肿瘤患者。由于许多癌细胞可能通过不同类型的 ABC 转运蛋白产生 MDR，我们在本研究中检测了 ABCB1、ABCG2、ABCC1 和 ABCC10。

　　在这项研究中，我们使用第一代逆转剂维拉帕米作为 ABCB1 介导的 MDR 的阳性对照逆转剂。第一代药物总是以高剂量使用，因为它们不选择性抑制 ABCB1 。因此，它们显示出高毒性，例如当用于克服 MDR 时观察到维拉帕米的心脏毒性。valspodar 等第二代抑制剂比第一代药物毒性更小，效力更强。然而，由于这些抑制剂也是酶的底物，如 CYP 3A4 。具有高亲和力、低毒性和增强选择性的第三代抑制剂旨在克服副作用和不可预测的药代动力学结果。我们还在本研究中使用了第三代药物 zosuquidar。1 μM 奥希替尼显着降低 KB-C2 细胞中紫杉醇和长春新碱的耐药性，这种逆转效果优于使用 3 μM 维拉帕米时获得的效果，但不如使用 0.3 μM zosuquidar 时获得的效果。

　　该研究报告说，泰瑞沙/奥希替尼可以逆转 ABCB1 介导的 MDR。细胞毒性试验表明，在药物选择的 KB-C2 和转染的 HEK/ABCB1 细胞中，泰瑞沙/奥希替尼显着增强了 ABCB1 底物（如紫杉醇和长春新碱）的细胞毒性。然而，高达 1 μM 的 osimertinib 并未显着使亲代 KB-3-1 和 HEK293/pcDNA3.1 细胞对本研究中使用的抗癌药物敏感。此外，癌细胞对非 ABCB1 或 ABCG2 底物的化合物的不敏感性没有显着改变，这表明奥希替尼逆转 MDR 的功效对 ABCB1 和 ABCG2 具有特异性。此外，药物蓄积研究表明，奥希替尼显着增强了 [3]的细胞内蓄积。H]-紫杉醇在过表达 ABCB1 的 KB-C2 细胞中。分子对接是一种可以计算蛋白质-配体复合物结合亲和力的工具。MD 模拟是一种计算复合体“运动”的技术。之前的几项研究已经揭示了一些对接良好的配体可能会在 MD 模拟中“飞离”结合口袋的问题。在这项研究中，我们在从对接结果中得出结论之前，使用 MD 模拟作为必要的验证。我们的结果表明，奥希替尼与 ABCB1 的跨膜药物结合域强烈结合，低配体 RMSD 显示结合位姿通过 10 ns MD 模拟非常稳定。氢键相互作用和疏水相互作用都有助于奥希替尼的结合。此外，奥希替尼以浓度依赖性方式刺激 ABCB1 的 ATPase 活性，最大刺激为基础活性的 2.61 倍，表明奥希替尼可能是 ABCB1 转运蛋白的竞争性底物。这些结果与奥希替尼与 ABCB1 底物相互作用并使 ABCB1 介导的 MDR 细胞对抗癌药物敏感的细胞毒性结果一致。奥希替尼产生的作用可能是由于 ABCB1 表达的下调或 ABCB1 从质膜到细胞质的易位。然而，蛋白质印迹和免疫荧光分析结果表明ABCB1的蛋白质表达和定位没有显着变化。因此，我们认为奥希替尼对 MDR 细胞中 ABCB1 的逆转作用不是由于其对 ABCB1 表达水平的影响，而是与其对外排和转运功能的抑制有关。在未来的研究中，如果可能的话，我们将找到一种直接显示细胞活力和转运蛋白活性之间联系的方法。

　　总之，泰瑞沙/奥希替尼对 ABCB1 介导的 MDR 的逆转涉及在不干扰 ABCB1 蛋白表达的情况下抑制 ABCB1 外排功能，因此增加了某些底物在 MDR 细胞中的细胞内积累。总的来说，这项研究表明，当与泰瑞沙/奥希替尼联合使用时，可以改善常规化疗药物对 MDR 的临床反应。微信扫描下方二维码了解更多：