Хистон деацетилази и онкологични заболявания
Хистон деацетилазите (HDACs) действат като онкопротеини
Подобно на сиртуините, в клетката има и други типове деацетилази, които модулират функцията на различни протеини в ядрото и цитоплазмата на клетките. Хистон деацетилазите са разнообразни типове с различна локализация. Те могат да действат като онкогени и са свръх-експресирани (има ги в повишено количество като транскрипт и продукт) в различни солидни тумори. Ролята им се определя от стадия и подтипа на туморите – например HDAC1 е в много високо ниво при естроген рецептор позитивен рак на гърдата, докато HDAC2 и HDAC3 са по-силно експресирани при агресивна форма на негативен за естроген рецептор рак на гърдата. Счита се, че при туморите засилената експресия на HDACs може да доведе до потискане на транскрипцията на тумор-супресорни пътища, включително регулатори на клетъчния цикъл, което насочва клетките да се делят непрекъснато.
Защо потискане на HDACs има ефект при солидни тумори?
Инхибирането на HDACs засяга туморни клетки, предизвиквайки (в зависимост от лекарството, дозировката и типа на туморните клетки)
-
стопиране на клетъчния цикъл
-
индуциране на клетъчна смърт
-
намаляване на ангиогенезата
-
модулация на имунната система
Въпреки, че нормалните клетки също експресират HDACs, се счита че ефектът на инхибиторите на HDACs се държи на „епигенетична уязвимост“ на туморните клетки, където - за разлика от нормалните клетки, има „излишък” в епигенетичните регулатори. HDACs са от съществено значение за поддържането на набор от ключови гени, необходими за оцеляване и растеж на туморите.
Понастоящем има повече от 10 различни инхибитори на HDACs, които са в различен стадий на клинично проучване. Засега са одобрени четири инхибитора (Вориностат, Ромидепсин, Белиностат, Панобиностат – вижте информация за HDACs инхибитори, тяхната класификация и фаза на клинично проучване в Таблица 1.
Клинични изпитания с хистон деацетилазни инхибитори
Compound | Target | Class | Phase trial |
---|---|---|---|
Panobinostat (LBH-589) | Pan-HDAC inhibitor | Hydroxamic acids | Approved in 2015 for multiple myeloma |
Belinostat (PXD101) | Pan-HDAC inhibitor | Hydroxamic acids | Approved in 2014 for PTCL |
Romidepsin (desipeptide-FK228) | Pan-HDAC inhibitor | Cyclic tetrapeptides | Approved in 2009 for CTCL |
SAHA(Vorinistat, Zolinza) | Pan-HDAC inhibitor | Hydroxamic acids | Approved in 2006 for CTCL |
Valproic acid | Pan-HDAC inhibitor | Short-chain fatty acids | Phase III |
Tacedinaline (CI994) | Subclass I-selective inhibitor | Benzamides | Phase III |
Givinostat (ITF2357) | Pan-HDAC inhibitor | Hydroxamic acids | Phase II |
Resminostat (4SC201) | Pan-HDAC inhibitor | Hydroxamic acids | Phase II |
Abexinostat (PCI24781) | Pan-HDAC inhibitor | Hydroxamic acids | Phase II |
Rocilinostat (ACY1215) | Selective class II HDAC inhibitor | Hydroxamic acids | Phase II |
Quisinostat (JNJ-26481585) | Pan-HDAC inhibitor | Hydroxamic acids | Phase II |
Practinostat (SB939) | Inhibit class I, II and IV HDACs | Hydroxamic acids | Phase II |
Mocetinostat (MGCD0103) | Specific against class I and IV HDACs | Benzamides | Phase II |
Entinostat (MS275-SNDX-275) | Class I HDAC inhibitor | Benzamides | Phase II |
Sodium phenylbutyrate | Inhibit class I and II HDACs | Short-chain fatty acids | Phase II |
AR42 | Pan-HDAC inhibitor | Hydroxamic acids | Phase I |
4SC202 | Selective class I HDAC inhibitor | Benzamides | Phase I |
Pyroxamide (NSC696085) | Inhibitor of affinity-purified HDAC1 | Hydroxamic acids | Phase I |
CHR-3996 | Selective class I HDAC inhibitor | Hydroxamic acids | Phase I |
CHR-2845 | Hydroxamic acids | Phase I |
Пример за комбинирана терапия с HDAC инхибитори при левкемия
При левкемия, приложението на HDAC инхибитор не успява да потисне туморните стволови клетки и заболяването рецидивира. Терапия с арсенов триоксид (химиотерапевтик с търговско наименование Trisenox или ATO) елиминира стволовите клетки, и потиска туморния растеж в краткосрочен план, но във времето туморният растеж продължава и се стига до агресивна форма на болестта и смърт. При прилагане на ATO в комбинация с HDAC инхибитор се премахват всички видове туморни клетки и настъпва оздравяване.
Приложение на HDAC инхибитор в комбинация с химиотерапевтик ATO при левкемия