Interakce cisplatiny, karboplatiny a oxaliplatiny s plazmatickými proteiny

Cisplatina, cis-[Pt(NH3)2Cl2], je široce používané protinádorové činidlo pro léčbu rakoviny varlat a vaječníků. Karboplatina se široce používá u malobuněčného, ​​nemalobuněčného karcinomu plic a karcinomu vaječníků. Oxaliplatina byla nedávno schválena v USA pro léčbu kolorektálního karcinomu. Všechny tyto analogy se podávají intravenózní injekcí a během jednoho dne se 65-98 % platiny v krevní plazmě naváže na protein. Vazba cisplatiny na proteiny snižuje vylučování platiny močí a způsobuje ukládání platiny ve tkáních. Obecně se má za to, že vazba cisplatiny na proteiny a enzymy je příčinou několika závažných vedlejších účinků vykazovaných těmito léčivy, zejména ototoxicity a nefrotoxicity.

Navzdory četným studiím vazby platina-protein v posledních několika desetiletích není úloha aduktů platina-protein v účinku léčiv a v toxicitě těchto léčiv známa. Ačkoli se obecně předpokládá, že adukty cisplatina-protein způsobují vedlejší účinky léku, existují také tvrzení, že adukty platina-protein jsou důležité pro aktivitu léku. Lepší pochopení molekulárního mechanismu interakcí platina-protein proto může mít dopad na optimalizaci strategií léčby platinou. Je důležité porozumět základním principům, které řídí tvorbu a reaktivitu platina-proteinových aduktů, protože tyto adukty mohou být důležité při definování terapeutického profilu těchto léků. Při tomto hledání je prvním cílem vyvinout spolehlivou techniku ​​pro tyto studie. Studie interakcí cisplatina-protein dosud poskytly ultrafialové/viditelné (UV-Vis), Fourierovy transformační infračervené (FT-IR) a nukleární magnetické rezonance (NMR) pouze informace o mechanismu vazby nebo o povaha aduktů. Výzkumníci navrhují prozkoumat roli platinových proteinových aduktů v mechanismech účinku léčiv a jejich příspěvky k toxicitě těchto léčiv. Krátkodobým cílem je prozkoumat interakci platiny se sérovými proteiny pomocí jak nanoelektrosprejové hmotnostní spektrometrie (nanoESI-MS), tak kombinace velkoplošné vysokoúčinné kapalinové chromatografie s indukčně vázanou plazmovou hmotnostní spektrometrií (HPLC/ICP-MS). Dlouhodobým cílem tohoto výzkumu je vývoj biomarkerů založených na aduktech platina-protein pro klinické sledování.

Zpočátku byly metalothionein a lidský hemoglobin použity jako modelové proteiny pro vývoj technik nESI/MS a HPLC/ICP-MS pro studium interakcí cisplatina-protein in vitro. Výzkumníci prokázali, že kombinace vylučovací HPLC/ICP-MS a nanoESI/MS poskytla nové informace o tvorbě aduktu a potenciálním reakčním mechanismu. Velikostně vylučovací HPLC s ICP-MS umožňuje monitorování vazby cisplatina-protein za fyziologických podmínek. Nanospray tandem MS nabízí informace o tvorbě specifických komplexů ao vlastnostech vazby. Tyto informace jsou užitečné pro lepší pochopení toxicity léků a odolnosti vůči léčbě. Informace o interakcích platina-protein nám umožňují vyhodnotit užitečnost jak nanoESI/MS, tak velikostně vylučovací HPLC/ICP-MS technik při poskytování mechanistických, kinetických a strukturních informací o vazbě platiny na jiné proteiny. Metodika bude dále ověřena studiem aduktů platiny a krevních proteinů u pacientů s rakovinou podstupujících chemoterapeutickou léčbu. Bude studována korelace mezi hladinami platina-proteinových aduktů a klinickými výsledky.

Úspěšné dokončení tohoto výzkumného programu by mělo poskytnout výzkumníkům lepší pochopení mechanismů účinku léčiv a toxicity. Tyto znalosti budou mít velký význam při klinickém sledování pacientů s rakovinou, aby lékařům pomohly zlepšit chemoterapii rakoviny.