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攻克“肿瘤耐药性”?新研究发现使用拮抗药物组合可选择性杀死耐药癌细胞

2023/03/16 10:02 来源: 转化医学网

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导读:任何癌细胞,无论其耐药性如何,都无法在细胞培养物中存活下来。然而,在生物体中,癌症的治疗受到杀死或破坏正常细胞的限制。选择性保护正常细胞免受化疗将增加治疗窗口,改善治疗结果。毋庸置疑,减少副作用和提高生活质量对癌症患者来说,非常重要。

癌症治疗受到正常细胞毒性和癌细胞耐药性的限制。矛盾的是,对某些疗法的癌症耐药性可用于保护正常细胞,同时通过使用拮抗药物组合(包括细胞毒性和保护性药物)选择性地杀死耐药癌细胞。近日,国外研究团队在《Oncotarget》发表研究论文“Selective protection of normal cells from chemotherapy, while killing drug-resistant cancer cells”,根据癌细胞耐药的机制,可以使用CDK4 / 6,半胱天冬酶,Mdm2,mTOR和有丝分裂激酶的抑制剂实现对正常细胞的保护。当正常细胞受到保护时,可以通过添加协同药物进一步增强多药组合的选择性和效力,理论上可以消除致命的癌症克隆,副作用小。

1、解开谜题

我们能否杀死耐药细胞,同时保留敏感细胞?

考虑配对细胞系:选择对阿霉素(DOX)耐药的亲本(敏感)癌细胞系和耐药细胞。(在临床类比中,DOX耐药癌细胞的出现意味着治疗失败)。DOX杀死亲本细胞并保留DOX抗性细胞。相比之下,任务是杀死DOX抗性细胞和备用亲本细胞。

如何杀死DOX抗性细胞,保留敏感细胞?

为了避免杀死亲本细胞,我们可能会降低DOX(Low-DOX)的浓度,然后导致亲本细胞中的细胞周期停滞而不是细胞死亡。但是,低DOX不会影响抗DOX。

研究中使用的DOX抗性细胞仍然对其他一些药物敏感,包括紫杉醇(紫杉醇,PTX),它可以杀死有丝分裂中的增殖细胞。正如预期的那样,PTX杀死亲本细胞和抗性细胞。但目标是仅杀死DOX抗性细胞。乍一看,这项任务是不可能的。一种药物无法实现对耐药细胞的选择性杀伤。它可以通过结合低DOX和PTX来实现。低DOX在亲本细胞中引起细胞周期停滞,但在Dox抗性细胞中不会导致细胞周期停滞,从而继续增殖。然后,PTX在有丝分裂中杀死这些增殖细胞,而亲本细胞受到低DOX诱导的细胞周期停滞的保护。因此,低DOX和PTX的组合只能杀死DOX抗性细胞。

低DOX和PTX的组合是半拮抗的:低DOX可防止PTX导致的细胞死亡。其次,靶细胞对DOX耐药,对PTX敏感,而受保护细胞对两种药物都敏感。

2、选择性杀伤表达Pgp/MRP的细胞

选择性杀死MDR细胞的简单组合是对抗性组合,包括(a)细胞凋亡诱导药物和(b)细胞凋亡抑制剂。诱导细胞凋亡的药物不应是Pgp/MRP1的底物。例如,泛CDK抑制剂黄素吡啶醇(Alvocidib)在亲本和多药耐药HL60细胞中诱导细胞凋亡。抗凋亡药物半胱天冬酶抑制剂z-DEVD-fmk是Pgp/MRP1的底物,从MDR细胞中泵出。黄酮吡啶醇和z-DEVD-fmk的组合杀死MDR细胞,同时保留亲本细胞。

半胱天冬酶抑制剂(CI)选择性地保护正常细胞免受化疗诱导的细胞凋亡,而不保护多重耐药癌细胞。黄吡啶醇(以红色显示,作为细胞毒性/致死药物)可诱导细胞凋亡。半胱天冬酶抑制剂Z-DEVD-fmk(绿色)可以阻止细胞凋亡,但多重耐药癌细胞将其泵出。

联合细胞抑制和细胞周期特异性细胞毒性药物称为环疗法。对于环状疗法,耐药癌细胞必须对细胞抑制药物具有抗药性,然后才能被细胞周期特异性细胞毒性药物杀死。通常,对细胞周期停滞的抵抗是由于p53,Rb和其他肿瘤抑制因子的丧失以及有丝分裂激酶的过度激 活而导致的癌细胞周期的普遍失调。

3、研究结论

近二十年来,Mdm-2抑制剂未能成功被批准为抗癌疗法。此外,Mdm-2抑制剂不可避免地通过用wt p53抑制癌细胞的生长来选择mt p53。正如有人问的那样,“我们能克服对MDM-2抑制剂的耐药性吗?也许是,也许不是。但是,我们为什么要让癌症治疗的任务变得如此困难呢?即使没有对治疗的抵抗力,治疗癌症也已经很困难了。当耐药性发展时,为什么不改用另一种疗法(同时利用对mdm-2抑制剂的耐药性来选择性保护正常细胞免受这种疗法的影响)?

考虑一个场景。通过诱导wt p53,mdm-2抑制剂(例如nutlin-3)可以用wt p53杀死或阻止癌细胞。这必须选择含有突变体p53的耐药细胞作为示例。然后,较低剂量的nutlin-3可用于选择性保护正常细胞(例如骨髓细胞)免受化疗。这种组合可以选择性地杀死对nutlin-3具有抗性的癌细胞,选择对nutlin-3敏感的癌细胞。当组合治疗失败时,肿瘤再次对nutlin-3敏感,并且可以重复循环。

对正常细胞的选择性保护可能会改变癌症的治疗。特别是当靶向治疗失败时,患者可以接受利用这种抵抗力的治疗。一些低剂量的靶向药物可以重新用作保护剂。当正常细胞受到保护时,可以设计更有效的协同药物组合,并且可以使用潜在的更高剂量或治疗持续时间。选择耐药性的标准疗法可以依次应用。重复这样的循环可能会延长癌症患者的寿命。

参考资料:

https://www.oncotarget.com/article/28382/text/

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