2149
правок
Изменения
→Аналоги пиримидинов
Это неоднородная группа противоопухолевых препаратов (рис. 52.8), которые благодаря сходству с естественными метаболитами ингибируют синтез пиримидиновых нуклеотидов или нарушают образование и функции нуклеиновых кислот. Так, аналоги дезоксицитидина блокируют синтез ДНК, а аналог урацила фторурацил нарушает синтез дТМФ, а также процессинг и функции РНК. Аналоги пиримидинов используются при различных болезнях, включая злокачественные новообразования, псориаз и инфекции, вызванные грибами и ДНК-содержащими вирусами. Знание путей активации и метаболизма этих препаратов помогает в разработке схем полихимиотерапии, в которых разные препараты усиливают действие друг друга.
'''Механизм действия'''. Наиболее полно изучены аналоги пиримидинов, содержащие галоген у атома С-5, — фторурацил, флоксуридин и противовирусное средство идоксуридин (5-йододезокси-уридин, гл. 50). Фтор по атомному радиусу близок к водороду, тогда как более крупные атомы брома и йода соответствуют метальной группе. В связи с этим идоксуридин выступает как аналог тимидина, и его действие связано с фосфорилированием и включением в ДНК вместо дезокси-ТТФ. Фторурацил же благодаря небольшому размеру атома фтора по биохимическим свойствам напоминает урацил, однако связь С—F намного прочнее связи С—H, что препятствует замещению фтора метильной группой под действием тимидилатсинтазы. Вместо этого метаболит фторурацила фтордезокси-УМФ прочно связывается с тимидилатсинтазой и ее коферментом 5,10-метилен-ТГФК, ингибируя этот фермент. Таким образом, замещение водорода атомом галогена подходящего размера позволяет получать соединения, которые за счет структурного сходства с естественными нуклеотидами вступают в свойственные пиримидинам реакции, но при этом нарушают ряд важных метаболических процессов. [[Image:Gm52_8.jpg|250px|thumb|right|Рисунок 52.8. Аналоги пиримидинов.]]
Среди производных фторурацила наибольшее значение имеет капецитабин (М-4-пентоксикарбонил-5'-дезоксифторцитидин), активный при раке молочной железы и толстой кишки. Препарат принимают внутрь. В печени, других тканях и в опухоли он под действием карбоксилэстераз превращается в 5'-дез-оксифторцитидин. Далее цитидиндезаминаза переводит последний в 5'-дезоксифторуридин. На следующем этапе тимидин-фосфорилаза отщепляет 5'-дезоксирибозу, и в результате внутри клетки образуется фторурацил. К капецитабину особенно чувствительны опухоли с повышенной активностью тимидин-фосфорилазы (Ishikawa et al., 1998).
фторурацила с фосфорибозилпирофосфатом, катализируемой оротатфосфорибозилтрансферазой, фтор-УМФ образуется в одну стадию. Далее последний может претерпевать другие изменения, в том числе встраиваться в РНК. Однако ключевую роль для цитотоксического действия играют превращение фтор-УМф во фтор-УДФ, восстановление фтор-УДФ рибонуклеозидци-фосфатредуктазой до фтордезокси-УДФ и последующее дефосфорилирование до фтордезокси-УМФ — мощного ингибитора тимидилатсинтазы. Последний может образовываться и в две стадии, когда тимидинфосфорилаза превращает фторурацил во фтордезоксиуридин, который с помощью тимидинкиназы превращается во фтордезокси-УМФ. Часть этих метаболических путей можно обойти путем использования флоксуридина (фтор-дезоксиуридина), из которого под действием тимидинкиназы сразу образуется фтордезокси-УМФ.
Фтордезокси-УМФ образует ковалентные связи с тимидилатсинтазой и 5,10-метилен-ТГФК (рис. 52.10). Этот тройной комплекс напоминает переходный комплекс, возникающий при превращении дезокси-УМФ в дезокси-ТМФ: в норме на следующем этапе метиленовая группа переносится с восстановленного фолата на дезокси-УМФ и комплекс распадается, однако в случае фтордезокси-УМФ связь между атомами С и F слишком прочная и переноса не происходит, что ведет к стойкому ингибированию фермента (Santi et al., 1974). Ингибирование тимидилатсинтазы истощает запасы дезокси-ТТФ, необходимого для синтеза ДНК. Кроме того, фторурацил встраивается в РНК и ДНК[[Image:Gm52_9. В присутствии фторурацила в клетках на фоне дефицита дезокси-ТТФ в Д Н К вместо последнего включаются фтордезокси-УТФ и дезокси-УТФ — субстрат тимидилатсинтазы, накапливающийся при ее ингибированииjpg|250px|thumb|right|Рисунок 52. Насколько такое нарушение структуры ДНК опасно для клетки — не ясно (Canman et al9., 1993). Предполагается, что оно активирует эксцизионную репарацию, в результате чего могут возникать разрывы цепей ДНК, поскольку для репарации нужен дезокси-ТТФ, а его запасы истощены из-за ингибирования тимидилатсинтазы (Mauro et al., 1993). встраивание Активация фторурацила в РНК также поражает клетку — за счет нарушения как процессинга РНК, так и трансляции фтордезоксиуридина (Armstrong, 1989; Danenberg et al., 1990флоксуридина). Рисунок 52.10. Точка приложения фтордезокси-УМФ. ДГФК -ди гидрофолиевая кислота, дТМФ — дезокси-ТМФ, дТТФ -дезокси-ТТФ, дУМФ — дезокси-УМФ.]]
Описаны различные механизмы устойчивости к фторурацилу и флоксуридину, включая прекращение синтеза или снижение активности ферментов, необходимых для активации фторурацила, снижение активности цитидилаткиназы (что препятствует его включению в РНК), амплификацию гена тимидилатсинтазы (Washtein, 1982) и изменение ее структуры со снижением сродства к фтордезокси-У МФ (Barbour et al., 1990). Согласно экспериментальным и клиническим исследованиям, активность фторурацила возрастает при низком уровне тимидинфосфорилазы и дигидропиримидиндегидрогеназы, участвующих в его катаболизме, а также тимидилатсинтазы, его фермента-мишени (van Т riest et al., 2000). Показано, что уровень тимидилатсинтазы подвержен тонкой саморегуляции по принципу обратной связи: фермент связывается со своей мРНК и препятствует трансляции. Благодаря этому активность тимидилатсинтазы быстро меняется в зависимости от потребностей клетки в разные периоды клеточного цикла. Описанный механизм может играть важную роль в быстрой выработке устойчивости к фторурацилу (Chu et al., 1991; Swain et al., 1989). В некоторых опухолевых клетках снижена концентрация 5,10-метилен-ТГФК, из-за чего не образуются тройные ингибирующие комплексы между ней, фтордезокси-У МФ и тимидилатсинтазой. Как показывают экспериментальные и клинические данные, добавление экзогенного восстановленного фолата в виде фолината кальция способствует возникновению этих комплексов и повышает эффективность фторурацила (Ullman et al., 1978; Grogan et al., 1993).