Αφηρημένο

Η τελομεράση είναι απαραίτητη για την απεριόριστη διάρκεια ζωής των καρκινικών κυττάρων. Η συντριπτική πλειοψηφία των παγκρεατικών αδενοκαρκινώματα υπερεκφράζουν τη δράση της τελομεράσης και μπλοκάροντας την τελομεράση θα μπορούσαν να περιορίσουν τη διάρκεια ζωής τους. GRN163L (imetelstat) είναι ένα λιπίδιο-συζευγμένο Ν3 ‘→ Ρ5’ θειο-φωσφοραμιδικό ολιγονουκλεοτίδιο που εμποδίζει την περιοχή πρότυπο της τελομεράσης. Ο σκοπός αυτής της μελέτης ήταν να καθορίσει τις συνέπειες της μακροχρόνιας έκθεσης GRN163L για τη διατήρηση των τελομερών και τη διάρκεια ζωής των παγκρεατικών καρκινικών κυττάρων. μέγεθος των τελομερών δράση της τελομεράσης, και τελομεράση απόκρισης αναστολής να GRN163L μετρήθηκαν σε ένα πάνελ 10 παγκρεατικού καρκίνου κυτταρικές γραμμές. Οι κυτταρικές σειρές παρουσίασαν μεγάλες διαφορές στα επίπεδα της δραστηριότητας της τελομεράσης (διακύμανση 46 φορές), αλλά οι περισσότεροι γραμμές είχαν πολύ σύντομη τελομερή (2-3 kb σε μέγεθος). GRN163L ανέστειλε τελομεράση σε όλες τις 10 παγκρεατικού καρκίνου κυτταρικές γραμμές, με IC

50 κυμαίνονται από 50 ηΜ έως 200 ηΜ. Η συνεχής έκθεση GRN163L του CAPAN1 (IC

50 = 75 ηΜ) και CD18 κυττάρων (IC

50 = 204 ηΜ) είχε ως αποτέλεσμα μια αρχική ταχεία βράχυνση των τελομερών που ακολουθείται από την διατήρηση της εξαιρετικά σύντομη αλλά σταθερή τελομερή. Η συνεχής έκθεση στο φάρμακο οδήγησε τελικά σε κρίση και σε πλήρη απώλεια της βιωσιμότητας μετά από 47 (CAPAN1) και 69 (CD18) διπλασιασμούς. Κρίση Σε αυτά τα κύτταρα συνοδεύτηκε από την ενεργοποίηση μιας απόκρισης βλάβης του DNA (γ-Η2ΑΧ) και αποδεικτικά στοιχεία τόσο του γηρασμού (δραστικότητα SA-β-γαλακτοσιδάση) και την απόπτωση (περιεχόμενο DNA υπο-G1, διάσπαση PARP). Απομάκρυνση του φαρμάκου μετά από μακροχρόνια έκθεση GRN163L οδήγησαν σε επανενεργοποίηση τελομεράσης και την εκ νέου επιμήκυνση των τελομερών στην τρίτη εβδομάδα της καλλιέργειας χωρίς GRN163L. Αυτά τα ευρήματα δείχνουν ότι η διάρκεια ζωής των κυττάρων του καρκίνου του παγκρέατος μπορεί να περιοριστεί με τη συνεχή αναστολή της τελομεράσης. Τα αποτελέσματα αυτά θα πρέπει να διευκολύνουν το σχεδιασμό των μελλοντικών κλινικών δοκιμών GRN163L σε ασθενείς με καρκίνο του παγκρέατος

Παράθεση:. Burchett KM, Yan Υ, Ouellette MM (2014) Η τελομεράση Αναστολέας imetelstat (GRN163L) περιορίζει τη διάρκεια ζωής του Ανθρώπου καρκίνο του παγκρέατος κύτταρα. PLoS ONE 9 (1): e85155. doi: 10.1371 /journal.pone.0085155

Επιμέλεια: Arthur J. Lustig, Tulane University Κέντρο Επιστημών Υγείας, Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής

Ελήφθη: 19, Ιουλίου, 2013? Αποδεκτές: 23 Νοεμ 2013? Δημοσιεύθηκε: 7 Γενάρη του 2014

Copyright: © 2014 Burchett et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Χρηματοδότηση:. Αυτό το έργο υποστηρίχθηκε από την επιχορήγηση του Εθνικού Ινστιτούτου Καρκίνου (NCI) των σπορίων (Ρ50 CA127297) και επιχορήγηση της κατάρτισης NCI (Τ32 CA09476). Οι χρηματοδότες δεν είχε κανένα ρόλο στο σχεδιασμό της μελέτης, τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων, η απόφαση για τη δημοσίευση, ή την προετοιμασία του χειρογράφου

Αντικρουόμενα συμφέροντα:. Οι συγγραφείς έχουν τα ακόλουθα συμφέροντα. GRN163L και η ασυμφωνία ολιγο παρέχονταν δωρεάν από Geron Corp. (Menlo Park, CA). Οι συγγραφείς επιθυμούν να εκφράσουν την ευγνωμοσύνη τους για τις συμβουλές, ανατροφοδότηση και επιπλέον αντιδραστήρια που παρέχονται σε αυτούς από Σεργκέι Gryaznov, Robert Tressler, Ning Go και Κάτια Bassett από Geron Corp. Αυτό δεν αλλάζει την τήρηση των συγγραφέων σε όλες τις PLoS ONE πολιτικές σχετικά με την κοινοχρησία στοιχεία και υλικά.

Εισαγωγή

ο καρκίνος του παγκρέατος είναι η τέταρτη κύρια αιτία θανάτου από καρκίνο στον δυτικό κόσμο. Ο καρκίνος του παγκρέατος είναι μια ασθένεια του ύπουλη εξέλιξη και την υψηλή θνησιμότητα, με ποσοστό επιβίωσης 5 ετών μόλις 6%. Μόνο στις Ηνωμένες Πολιτείες, εκτιμάται ότι περίπου 43.920 ασθενείς αναμένεται να διαγνωστεί με τη νόσο το 2012, και 37.390 ασθενείς αναμένεται να πεθάνουν από αυτό [1]. Η συντριπτική πλειοψηφία αυτών των περιπτώσεων είναι παγκρεατικού πόρου αδενοκαρκινώματα, τα οποία αναπτύσσονται στους αγωγούς του παγκρέατος. Αυτές οι εξαιρετικά επιθετικοί όγκοι αποτελούνται από μια άφθονη δεσμοπλαστικό στρώμα, στο οποίο έχουν ενσωματωθεί κακοήθη καρκινικά κύτταρα που εκφράζουν δείκτες κύτταρα παγκρεατικού πόρου [2], [3]. Για τους ασθενείς με αδενοκαρκίνωμα του πόρου του παγκρέατος, η μόνη θεραπευτική επιλογή είναι η χειρουργική επέμβαση [3]. Η συνήθης διαδικασία είναι μια pancreaticoduodenectomy (ή διαδικασία Whipple), μια χειρουργική επέμβαση που αφαιρεί την κεφαλή του παγκρέατος, αλλά φείδεται τον υπόλοιπο ιστό. Δυστυχώς, ασθενείς με καρκίνο του παγκρέατος οι περισσότεροι παρόντες με ανεγχείρητο μεταστατικό ή τοπικά προχωρημένη νόσο. Στην πραγματικότητα, μόνο το 20% των ασθενών έχουν όγκους χειρουργήσιμη κατά τη στιγμή της διάγνωσης [3]. Αλλά ακόμα και για εκείνους τους ασθενείς που υποβάλλονται σε χειρουργική επέμβαση, το συνολικό ποσοστό επιβίωσης 5-ετών είναι μόλις 20%, καθώς οι περισσότεροι από αυτούς τους ασθενείς θα υποτροπιάσουν μέσα σε ένα χρόνο της χειρουργικής επέμβασης τους [3]. Ως εκ τούτου, υπάρχει μία κρίσιμη ανάγκη για νέες ουσίες που μπορούν περισσότερο efficaciously στόχευση αυτών των καρκινικών κυττάρων και /ή τη μείωση της συχνότητας εμφάνισης της υποτροπής. Οι αναστολείς της τελομεράσης έχουν προταθεί για ιδιαίτερα καλά κατάλληλο για να μπλοκάρουν την εκ νέου ανάπτυξη των υπολειμματικών καρκινικών κυττάρων μετά από συμβατική θεραπεία του καρκίνου [4], [5]. Όχι μόνο δεν στοχεύουν επιλεκτικά τα τελομεράση θετικά καρκινικά κύτταρα, αλλά ανασταλτικά αποτελέσματα ανάπτυξης τους αυξάνεται καθώς τα στοχευόμενα κύτταρα εκτελέσει μια αύξηση του αριθμού των κυτταρικών διαιρέσεων. Στην παρούσα μελέτη, έχουμε χαρακτηρίσει τις επιδράσεις ενός αναστολέα τελομεράσης, GRN163L, σχετικά με την κυτταρική διάρκεια ζωής και την επιβίωση μιας ομάδας παγκρεατικού καρκίνου κυτταρικές γραμμές.

τελομεράση είναι το ένζυμο που ευθύνεται για τη συντήρηση των τελομερών, αιθέρια δομές που ΚΓΠ και προστατεύουν τα άκρα των γραμμικών χρωμοσωμάτων. Τα ανθρώπινα τελομερή από διαδοχικά αντίγραφα του (TTAGGG)

n DNA επαναλαμβάνει και των συναφών πρωτεϊνών, οι οποίες μαζί σχηματίζουν ένα προστατευτικό σύμπλοκο καλυπτική [6], [7]. Αυτό το κάλυμμα προστατεύει χρωμοσωμικές τελειώνει από την υποβάθμιση, interchromosomal συγχωνεύσεις και από την αναγνώρισή τους ως διπλής έλικας (ds) διαλείμματα του DNA, μια μορφή της βλάβης του DNA [7], [8]. Λόγω των προβλημάτων που συνδέονται με την αντιγραφή των άκρων γραμμικών μορίων DNA, τα λεγόμενα προβλήματα άκρο-αντιγραφής, τελομερή συντομεύσει κάθε φορά ανθρώπινα σωματικά κύτταρα διαιρούνται και αυτό τριβή περιορίζει τη διάρκεια ζωής τους [9]. Μόλις το συντομότερο τελομερών γίνει χωρίς περικοπές, μια απάντηση βλάβη του DNA επάγεται που κινητοποιεί το p53 και p16 οδών /pRB, η οποία, στη συνέχεια, να δράσουν από κοινού για να προκαλέσει γήρανση, μια βιώσιμη κατάσταση μη αναστρέψιμη ηρεμίας [10], [11]. Αν τα μονοπάτια p53 και p16 /pRB είναι άτομα με ειδικές ανάγκες, τα κύτταρα θα αγνοήσει αυτά τα ανασταλτικά σήματα ανάπτυξης και θα συνεχίσει να διαιρέσει και να συντομεύσει τελομερή τους. Τελικά, τερματικό βράχυνσης των τελομερών να οδηγήσει σε κρίση, ένα μη βιώσιμο κράτος που σχετίζονται με τον προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο [10], [11]. Κρίση που προκλήθηκε από επαναλαμβανόμενες κύκλους των συγχωνεύσεων των τελομερών-τελομερών, γέφυρες ανάφαση και θραύση των χρωμοσωμάτων [12]. Όταν υπάρχει, η τελομεράση μπορεί να αποτρέψει την επαγωγή γήρανση και κρίση και να επεκτείνει τη διάρκεια ζωής κυτταρικό από τη σύνθεση και προσθήκη νέων τελομερών επαναλήψεων στα τελομερή. Η τελομεράση είναι πανταχού παρόν στα πρώτα στάδια της ανθρώπινης ανάπτυξης. Αλλά από τη στιγμή της γέννησης, η έκφραση του ενζύμου καταστέλλεται και τελομεράσης γίνεται απουσιάζει από τα περισσότερα σωματικούς ιστούς [13], [14], συμπεριλαμβανομένης της πάγκρεας [15], [16], [17]. δειγμάτων καρκίνου, σε πλήρη αντίθεση με τους φυσιολογικούς ιστούς, είναι σχεδόν πάντα θετικά για δραστικότητα τελομεράσης [18], συμπεριλαμβανομένων παγκρεατικού πόρου αδενοκαρκινώματα [15], [16], [17]. Εντοπίστηκε σε περισσότερο από το 85% των καρκίνων, ανεξάρτητα από τον τύπο του όγκου, τελομεράση είναι ένα από τα πιο γνωστά δείκτες των καρκινικών κυττάρων [18]. Επιπλέον, αυτή η έκφραση της τελομεράσης σε καρκινικά κύτταρα απαιτείται για απεριόριστο πολλαπλασιασμό ή αθανασία τους, ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα του καρκίνου. Κατά συνέπεια, η αναστολή της τελομεράσης σε καρκινικά κύτταρα οδηγεί σε τελομερών τριβή και περιορίζει την διάρκεια ζωής των κυττάρων αυτών [19], [20], [21], [22]. Μετά από επαρκή τελομερών τριβή έχει λάβει χώρα, τελομεράση ανέστειλε τα καρκινικά κύτταρα θα υποκύψει είτε γήρανση ή απόπτωση, ανάλογα με το κυψελοειδές σύστημα. Αυτή η εξάρτηση επί της τελομεράσης από την απεριόριστη ανάπτυξη τους και την σχεδόν καθολική έκφραση της τελομεράσης σε καρκινικά κύτταρα κάνουν τελομεράση ένας ελκυστικός στόχος για θεραπεία του καρκίνου. Ένα πιθανό μειονέκτημα, ωστόσο, οι καθυστερήσεις που απαιτούνται πριν από τις στοχευμένες καρκινικά κύτταρα έχουν χάσει αρκετή τελομερή για γήρανση ή κρίση για να επαχθεί. Αυτή η καθυστερημένη δράση μπορεί να αποκλείει τη χρήση τους ως θεραπεία πρώτης γραμμής για τον καρκίνο, αλλά για να εμποδίσει την εκ νέου ανάπτυξη του υπολειπόμενης νόσου μετά τη συμβατική θεραπεία, οι αναστολείς της τελομεράσης αναμενόταν να έχουν καλές θεραπευτικές δυνατότητες [4], [5].

ανθρώπινης τελομεράσης περιλαμβάνει δύο βασικές υπομονάδες: την πρωτεΐνη hTERT (ανθρώπινη ανάστροφη μεταγραφάση τελομεράσης) και το μικρό hTR πυρηνικό RNA (ανθρώπινης τελομεράσης RNA). Το πρώτο παρέχει καταλυτική δραστικότητα και η δεύτερη περιέχει μία μικρή αλληλουχία (5′-CUAACCCUAA-3 ‘) που χρησιμεύει ως ένα εκμαγείο για τη σύνθεση των τελομερών επαναλήψεων [23]. Το υπόστρωμα της τελομεράσης είναι το μονόκλωνο 3′-τελομερικού προεξοχή που καπάκια το τέλος όλων των τελομερών. Το ένζυμο λειτουργεί ως αντίστροφη μεταγραφάση και χρησιμοποιεί το RNA hTR ως εκμαγείο για τη σύνθεση και την προσθήκη του τελομερούς DNA επαναλαμβάνει στο 3′-τελομερών προεξοχές. Για την αναστολή της τελομεράσης, η περιοχή πρότυπο του ανθρώπινου RNA τελομεράσης (hTR) παρουσιάζει μια προσιτή στόχο για ολιγονουκλεοτιδικών αναστολέων που βασίζονται σε [4], [24]. Ολιγονουκλεοτίδια σχεδιάζονται για να υβριδοποιούν προς την περιοχή πρότυπο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αναστέλλουν τη δράση της τελομεράσης [25], [26]. Ολιγονουκλεοτίδια με διάφορες χημείες έχουν δοκιμαστεί και Ν3’-Ρ5 ‘θειο-φωσφοραμιδικού ολιγονουκλεοτίδια απέδωσε μερικά από τα πιο ισχυροί και εκλεκτικοί αναστολείς της τελομεράσης [25], [27], [28]. Αυτές οι ενώσεις είναι μη τοξικά, υδατοδιαλυτά, νουκλεάση ανθεκτικά και εμφανίζουν υψηλή θερμική σταθερότητα των διπόλων που σχηματίζονται με συμπληρωματικές έλικες RNA τους. GRN163L είναι μια δεύτερη γενιά Ν3′-P5 «θειο-φωσφοροαμιδικός αναστολέα της τελομεράσης που σχεδιάστηκε από Geron Corp. (Menlo Park, CA) [20]. Αυτός ο αναστολέας, επίσης γνωστή ως imetelstat, φέρει ένα 5’-τερματικό ήμισυ παλμιτοϋλίου συζευγμένο στο Ν3 ‘& gt? Ρ5′ θειο-φωσφοραμιδικού σκελετού (5’-παλμιτική-TAGGGTTAGACAA-ΝΗ

2-3). GRN163L είναι λιποδιαλυτή και δεν απαιτεί επιμόλυνσης για κυτταρική πρόσληψη. Σε nanomolar συγκεντρώσεις, GRN163L αναστέλλει τελομεράσης σε ένα μεγάλο φάσμα των καρκινικών κυτταρικών σειρών [20]. Σε μελέτες παρακολούθησης, μακροχρόνια έκθεση GRN163L θα μπορούσαν να περιορίσουν τη διάρκεια ζωής των καλλιεργούμενων κυττάρων καρκίνου που προέρχεται από γλοιοβλάστωμα [29], του πολλαπλού μυελώματος [30] και αδενοκαρκινώματος του οισοφάγου Barrett που [31], καθώς και του μαστού [32], [33], του πνεύμονα [34] και το ήπαρ [35] καρκίνους. Σε μοντέλα ποντικού, ο αναστολέας θα μπορούσε να αναστείλει την ανάπτυξη των ξενομοσχευμάτων που παράγεται σε ποντικούς από την εμφύτευση αυτών των ανθρώπινων καρκινικών κυττάρων [29], [30], [31], [33], [34], [35]. GRN163L είναι επί του παρόντος σε κλινικές δοκιμές σε ασθενείς με πολλαπλό μυέλωμα (ClinicalTrials.gov Identifier: NCT01242930)., Βασική θρομβοκυτταραιμία ή γνήσια πολυκυτταραιμία (NCT01243073), και πρωτογενή ή δευτερογενή μυελοΐνωση (NCT01731951)

Τα αποτελέσματα της αναστολής της τελομεράσης, πόσο μάλλον GRN163L, δεν έχουν ποτέ εξεταστεί σε καρκίνο του παγκρέατος, ένας από τους πλέον θανατηφόρες και πιο συχνά επαναλαμβανόμενες κακοήθειες. Στην έκθεση αυτή, έχουμε εξέτασαν τα αποτελέσματα της GRN163L σε ένα πάνελ 10 παγκρεατικού καρκίνου κυτταρικές σειρές. Με IC

50 στην κλίμακα nanomolar, GRN163L αποτελεσματικότερη ανέστειλε τελομεράσης σε όλες τις κυτταρικές σειρές 10. Η συνεχής έκθεση των κυττάρων GRN163L CAPAN1 και CD18 είχε ως αποτέλεσμα μία αρχική ταχεία βράχυνση των τελομερών που ακολουθείται από την διατήρηση της εξαιρετικά σύντομη αλλά σταθερή τελομερή. Η συνεχής έκθεση στο φάρμακο οδήγησε τελικά στην κρίση και σε πλήρη απώλεια της βιωσιμότητας μετά από 47 και 69 διπλασιασμούς, αντίστοιχα. Αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η συνεχής έκθεση σε GRN163L μπορεί να αντιστρέψει την αθάνατο φαινότυπος των παγκρεατικών καρκινικών κυττάρων. Τα ευρήματα αυτά θα πρέπει να διευκολύνουν το σχεδιασμό των μελλοντικών κλινικών δοκιμών GRN163L σε ασθενείς με καρκίνο του παγκρέατος.

Υλικά και Μέθοδοι

Υλικά