ГЛАВА 8
лей. Блокаду пролиферативной активности клеток-мише ней целесообразно проводить на уровне мембран, цито плазмы, ядра. При этом в качестве внеклеточных спосо бов коррекции рассматриваются, в числе прочих, блокада лиганд-рецепторных взаимодействий — ростовых факто ров, гормональных, а также управление экспрессией «нужных» форм цитохрома Р-450 через взаимодействие с Ah-рецептором. Цитоплазматическими мишенями могут быть киназы, как рецепторные, так и свободные, а также множество других участников каскадной передачи от мембраны к ядру. Внутриядерная коррекция подразуме вает блокаду активаторов транскрипции, модуляцию ак тивности ядерных рецепторов, защиту от изменений нуклеотидов (например, метилирование) ДНК. В настоящее время на рынке имеется множество блокаторов пролифе рации опухолевых клеток с самой различной направлен ностью. Клиницистам предстоит большая работа по выра ботке оптимальных доз и комбинаций лекарственных пре паратов в лечении опухолевых заболеваний, которая, бу дем надеяться, закончится успехом.
2.Усилить акцент на разработке новых прогностиче ских маркеров, позволяющих регистрировать начинаю щиеся в организме процессы малигнизации. Специали стам хорошо известно, что чем раньше поставлен диаг ноз, тем выше эффективность проводимых лечебных ме роприятий. Необходимо широкое внедрение скрининговых программ, позволяющих выявлять начальные стадии заболевания и существенно снижать смертность.
3.Сконцентрировать усилия на профилактике онкологи ческих заболеваний. Эпидемиологические исследования в области онкологии убедительно свидетельствуют о том, что рак во многом является результатом образа жизни.
Обоснованные направления терапии и профилактики...
Впоследнее время потенциальным источником проти воопухолевой и антиопухолевой защиты рассматривается диета. Эпидемиологические исследования показывают, что в странах, где традиционно потребляется большое ко личество овощей, риск возникновения рака гораздо мень ше. Многочисленные исследования последних лет посвя щены фитонутриентам — веществам растительного про исхождения: терапевтические концентрации некоторых из них оказывают поразительный эффект, связанный с избирательным ингибированием роста опухолевых кле ток, индукцией их апоптоза.
Влитературе широко представлены и подробно изуче ны молекулярные механизмы блокады пролиферативной активности фитонутриентов, которые проявляют свое действие на уровне мембран, цитоплазмы и ядра клетокмишеней, модулируя сигнальные каскады как на белко вом, так и транскрипционном уровне. Механизмы избира тельной активности смеси фитонутриентов вмешиваются
вгормонозависимую (эстроген- и андроген-зависимую) пролиферацию, блокаду сигнальных путей, индуцируе мых ростовыми факторами, осуществляют нормализацию защиты естественных анти-оксидантных систем клетки, метаболическую коррекцию цитохромной системы (цитохромов Р-450) оксигенации эстрогенов и канцерогенов, вмешиваются в клеточный цикл (78, 84).
Роль диеты в индукции противоопухолевой защиты вы зывает небывалый интерес и в настоящее время интенсив но изучается. Этому вопросу посвящены многочисленные эпидемиологические исследования, на основе которых Всемирная организация здравоохранения констатирует ряд показательных выводов: диета является определяю-
ГЛАВА 8
щим фактором в развитии и профилактике опухолей. Масштабные эпидемиологические исследования показа ли, что традиционные привычки в питании вносят значи тельный вклад в показатели смертности от опухолей в различных странах. Приведенная на Рис. 20 диаграмма отражает общую тенденцию по всем опухолевым заболе ваниям, с тем лишь отличием, что доля смертей на опре деленное количество населения (обычно на 100 тысяч) варьирует в разных странах. Однако общая тенденция сохраняется, и в странах, где традиционным считается употребление рыбы, сырых овощей и фруктов (Юго-Вос точная Азия, страны Средиземноморья), уровни заболе ваемости гораздо ниже по сравнению с таковыми в Евро пе и Америке. Современные технологии приготовления пищи, стремление к увеличению ее сроков годности, до бавление консервантов и искусственных красителей, раз личных стабилизаторов и усилителей вкуса вносят отри цательное влияние на здоровье человека. Изучение забо леваемости эмигрантов также подтверждает эти выводы: смена традиционной диеты влечет развитие тех же забо леваний, которыми страдает местное население. Эти по казатели отодвигают на второй план значение генетиче ской предрасположенности к развитию опухолей и ставят диету в один ряд с другими влиятельными факторами — окружающая среда, курение, иные привычки, относящи еся к стилю жизни. Можно сказать, что рак, среди проче го, — это заболевание стиля жизни. По крайней мере, статистика эти выводы не опровергает.
Все эти показатели стимулируют изучение биологиче ских особенностей основных компонентов пищи, соста вляющих основу традиций питания той или иной страны.
Обоснованные направления терапии и профилактики...
Катехины зеленого чая. Эпигаллокатехин-3-галлат
Второй после воды, чай является одним из наиболее популярных напитков, и его частое употребление напря мую связывают с поддержанием нормальной работы от дельных органов и систем — сердечно-сосудистой, нерв ной, мочевыделительной, а также улучшением общего эмоционального состояния организма. Экстракт зеленых листьев различных сортов кустарника Camellia sinensis, именуемое чайным деревом, позволяет получить множе ство видов чая, отличающихся способом приготовления, содержанием катехинов, кофеинов, других полифенольных компонентов.
Имеются поразительные данные эпидемиологических исследований о противоопухолевых эффектах отдельных чайных компонентов. Так, например, по данным итальян ских исследователей, ежедневное употребление зеленого чая способствует защите от рака ротовой полости, горта ни, глотки. По другим данным, полученным из Шанхая, ча стое употребление чая ассоциируется со снижением забо леваемости раком пищевода, даже среди курящих и упо требляющих алкоголь (102). Защитный эффект зеленого чая подтвержден в Турции, Швеции, Японии: ежедневное употребление этого напитка местными жителями способ ствует защите от рака желудка. Употребление японскими женщинами более 10 чашек чая в день (около 2 литров) снижает риск возникновения и метастазирования рака молочной железы. При этом аналогичных данных не полу чено при употреблении черного чая. Таким образом, зе леный чай обладает сильнейшим превентивным эффек том на многие солидные опухоли, и изучение активностей
ГЛАВА 8
чайных компонентов постепенно становится в один ряд с масштабными исследованиями, посвященными изучению механизмов действия традиционных противоопухолевых средств.
Наибольший интерес в последнее время вызывают по лифенолы зеленого чая, в основном, катехины, обладаю щие целым спектром защитных эффектов на органы и ткани. Водный экстракт зеленого чая содержит эпигалло- катехин-3-галлат (epigallocatechin-3-gallate, EGCG), эпигаллокатехин (epigallocatechin, EGC), эпикатехин-3-гал- лат (epicatechin-gallate, ECG) и эпикатехин (epicatechin, ЕС) (Рис.21). Все они обладают сильнейшей антиоксидантной активностью, по своей силе сравнимой с таковой у токоферола-альфа (витамина Е). Важнейшим дополне нием является мощный антипролиферативный потен циал: клетками-мишенями являются все клетки, где на блюдается стимуляция экспрессии тех компонентов, от которых зависит рост и количество данного типа клеток. Можно сказать, что чайные катехины обладают избира тельной активностью по отношению к пролиферирующим, активно делящимся клеткам. Поэтому уровень из бирательной активности в отношении гиперпластических процессов, вне зависимости от стимулов, у чайных катехинов чрезвычайно широк.
Сложным процессам ингибирования опухолевого рос та катехинами есть многочисленные доказательства, как in vitro, так и in vivo. Общим механизмом антиопухолевой активности катехинов считался антиоксидантный эффект. Однако, благодаря интенсивным изучениям этих веществ, стало известно, что катехины обладают комплексным воздействием на многочисленные пролиферативные пути в опухолевых клетках, среди которых наибольший вклад
Обоснованные направлении терапии и профилактики...
в стимуляцию роста, развития и метастазирования опухо лей вносят рецептор-опосредованная стимуляция росто выми факторами, как следствие этого — активация цитоплазматических и рецепторных тирозин-киназ, активация транскрипционных факторов, развитие провоспалительной реакции, стимуляция неоангиогенеза. Модуляция вы шеуказанных процессов катехинами характеризует их с позиций мощных противовоспалительных, анти-пролифе- ративных, анти-ангиогенных природных компонентов.
Одним из интереснейших представителей чайных катехинов является эпигаллокатехин-3-галлат (epigalloca- techin-3-gallate, EGCG). Максимально возможное употре бление чая в течение дня приводит к увеличению концен трации EGCG до 326 нг/мл в плазме. Время полувыведе ния EGCG составляет 5-5,5 часов, что намного выше, чем у других катехинов. Абсолютно нетоксичен; механизмам его противоопухолевой активности посвящено множество исследований.
Модуляция внутриклеточных сигнальных каскадов
В основе антипролиферативной активности EGCG ле жит, в частности, его способность блокировать развитие воспалительных реакций. Цитокины IL-8, TNF-a, активи руемый ими NF-kB являются основными факторами, во влеченными в развитие воспаления. Оно имеет место при всех заболеваниях с пролиферативным и (или) аутоим мунным компонентом, среди которых наиболее трудноиз лечимыми являются атеросклероз, псориаз, полиартри ты, эндометриоз, мастопатии, а также при доброкаче ственных и злокачественных новообразованиях. Показа-
ГЛАВА 8
но, что EGCG ингибирует TNF-опосредованную актива цию NF-kB (49, 96). Кроме того, NF-kB ингибируется так же через блокаду другого пути, индуцируемого IL-1 (99). Инактивация обоих сигнальных путей достигается благо даря уникальной возможности EGCG вмешиваться на лю бом уровне провоспалительных сигнальных каскадов. По казано, что в клетках-мишенях IL-1 и TNF-aEGCG являет ся ингибитором IRAK-киназы, вовлеченной в IL-1-индуци- рованный сигнальный каскад, блокатором фосфорилирования субъединицы рб5 NF-kB. В отсутствие NF-kB нару шается экспрессия IL-8 — основного хемоаттрактанта и стимулятора миграции моноядерных лейкоцитов (лимфо цитов) и нейтрофилов в зону воспаления. Кроме того, IL-8 также стимулирует экспрессию фактора роста эндо телия сосудов (VEGF).
Ингибирование металлопротеиназ
Матриксные металлопротеиназы (ММР) очень активно экспрессируются в опухолевых клетках, а также в клетках эндотелия (50). Они вовлечены в деградацию клеточного матрикса и миграцию эндотелиальных клеток. Основная их функция в опухолевых клетках — разрушение базальной мембраны и облегчение клеточной инвазии. ММР ак тивируются параллельно на про-воспалительном фоне, совместно с IL-1 и TNF-a. В экспериментах установлено, что инвазивный потенциал опухолевых клеток ингибирует ся блокаторами ММР — как синтетическими, так и ткане выми (59). Эти препараты сейчас активно используются в клинических испытаниях в качестве противоопухолевых средств. Однако они обладают нежелательными побочны ми эффектами: их употребление сопровождается, в част-
Обоснованные направления терапии и профилактики.
ности, мышечной и костной болью. Недавно было показа но, что EGCG эффективно ингибирует активность некото рых представителей металлопротеиназ, — ММР-2 и ММР-9 (Gabrisa et al., 2001). Интересно, что подобная активность достигается при такой концентрации EGCG, которая на блюдается у людей, употребляющих даже небольшое ко личество чашек зеленого чая ежедневно. При этом, со гласно экспериментам in vivo, степень опухолевой инвазии и размер опухоли уменьшались примерно на 50% (34).
Поскольку EGCG образует комплексы с металлами, ингибирование ММР может быть объяснено его способно стью хелатировать цинк, являющийся необходимым для проявления ферментативной активности металлопротеи наз (64). Кроме того, в других исследованиях показано, что добавление цинка в присутствии EGCG абсолютно по давляло активность ММР, фактически усиливая это ингибирование (34) (Рис. 22).
Инактивация ММР может быть использована и при лече нии заболеваний неопухолевого генеза, но которые также сопровождаются не менее сильной пролиферативной ре акцией. Классическим примером является артрит. Воспале ние, индуцируемое IL-ip, сопровождается усиленной эк спрессией и активностью ММР: всё направлено на разру шение и потерю хрящевой ткани, что ассоциируется с хро ническим воспалением при данном заболевании. Показа но, что EGCG не только абсолютно нетоксичен для хряще вой ткани, он ингибирует экспрессию воспалительных ме диаторов в суставах при артрите. EGCG блокирует IL-ip- индуцируемую активность матриксных протеиназ ММР-1 и ММР-13 в хрящевой ткани, активацию NF-kB и АР-1, обес печивая тем самым стабильную молекулярную основу для анти-воспалительных процессов и заживления (2).
Рис. 18. Метаболизм эстрадиола
ГЛАВА 8
Ингибирование урокиназы
Урокиназа — это гидролаза, также вовлеченная в ин вазию и метастатический потенциал опухолевых клеток (46). Как и металлопротеиназы, урокиназа усиливает де градацию внеклеточного матрикса. В экспериментах ре гистрировалась повышенная экспрессия урокиназы в опу холевых клетках молочной железы, яичников, простаты, где отмечена ее ключевая роль в развитии метастазирующего рака (36). Ингибирование активности плазминогенактиватора урокиназного типа (иРА) значительно редуци ровало объем и размер опухолевой массы, а в некоторых случаях наступала полная ремиссия опухолей in vivo (47). EGCG является непосредственным блокатором урокина зы, изменяя ее ферментную активность и, как следствие, способность к деградации внеклеточного матрикса. Ком пьютерное моделирование комплекса EGCG с урокиназой позволило идентифицировать аминокислотные остат ки, которые ответственны за ее ферментативную актив ность: комплексообразование EGCG* с каталитической триадой — гистидином 57, серином 195 и аргинином 35 в молекуле урокиназы полностью нивелирует ее актив ность: фермент перестает распознавать субстрат (48). Од нако uPA-ингибирующая активность EGCG наблюдается только в концентрациях, намного превышающих таковую в крови при обычном употреблении чая (14).
Интересные данные получены на клетках фибросаркомы человека НТ 1080. EGCG индуцировал не только су прессию промоторной активности иРА, но и дестабилиза цию мРНК иРА. Отмечено также ингибирование фосфорилирования митоген-активируемых протеинкиназ (МАРК) — Erk1/2 и р38 МАРК (56). Благодаря данным, полученным авторами, можно сделать вывод, что EGCG
Рис. 19. Роль эстрогенов в канцерогенезе эпителиальных клеток шейки матки, инфицированных ВПЧ
Рис. 20. Эпидемиологические показатели заболеваемости раком молочной железы в мире (по данным ВОЗ за 2002 год). Цифры отражают статистику смертей в разных странах на 100 тыс. населения