Moko Apt

Menebar Ilmu Pengetahuan

Agen dan strategi untuk pengobatan Terapeutik (VIII)

Leave a comment


Inhibitor CDK

1. Molekul kecil penghambat CDK

Inhibitor CDK dalam jumlah besar telah ditemukan selama 5 tahun terakhir oleh kelompok kelompok akademisi dan industri farmasi. Walaupun berbeda secara rumus struktur, namun obat-obat ini umumnya berikatan dengan pocket tempat ATP pada situs katalitik dari CDK.

Tidak mengherankan bahwa analog sederhana dari purin adalah salah satu dari beberapa inhibitor inhibitor cyclin B/CDK1 yang pertama kali ditemukan. Bagaimanapun, nilai IC50 mereka relatif tinggi.

Untuk isopenteniladenine, olomucine, dan roscovitine, struktur kristal mereka menunjukkan bahwa obat obat ini berikatan di kantung tempat ATP pada CDK2. Permodelan molekular dan skrining terhadap data data purin dan kimia kombinasi merujuk pada inhibitor-inhibitor yang lebih poten dan lebih spesifik, seperti CVT-313 dan purvanolol yang memiliki substitusi yang lebih besar pada cincin purin dan paling poten terhadap CDK1. Struktur kristal dari purvanolol berikatan dengan kantung tempat ATP pada CDK2 menunjukkan ikatan yang mirip dengan ikatan pada mucine dan roscovitine. Turunan purin yang lain, MDL-44, yang juga selektif untuk CDK1, menunjukkan aktivitas pada subjek uji berupa tumor.

Aktivitas inhibitor dari flavopiridol terhadap cyclin B atau CDK1 pertama kali ditemukan pada tahun 1994. Flavopiridol adalah inhibitor CDK yang berspektrum luas dengan nilai IC50 kira kira 100 nM untuk CDK1,CDK2,dan CDK4, dan 3 kali lebih tinggi untuk CDK7. Ini mengakibatkan penghentian siklus G1 dan G2, dan apoptosis pada kultur sel. Turunan deskloro dari flavopiridol telah dikristalisasi dengan CDK2 dan diketahui berikatan dengan kantung tempat ATP dari enzim. Setidaknya ada 3 mekanisme flavopiridol dalam menghentikan siklus sel.

  1. Inhibisi langsung CDK4,CDK2, dan CDK1
  2. Inaktivasi dari CDK’S itu dengan inhibisi CDK7 atau Cyclin H (CAK). CDK7 dan CAK mengaktifkan CDK  CDK  itu dengan memfosforilasi threonin pada posisi 160/161 (Worland et al., 1993).
  3. Penurunan ekspresi dari cyclin D1.

Pengikatan Flavopiridol dengan DNA mungkin menjadi penyebab dari mekanisme nomor 3.

Flavopiridol menunjukkan aktivitas antitumor pada subjek uji preklinis dan sinergistik dengan agen antikanker yang telah ada. Pada uji klinis fase II, flavopiridol ditemukan sebagai infus yang diberikan selama 72 jam. Konsentrasi plasma bisa mencapai 0,3 sampai 0,5 mikromolar, konsentrasi ini berada dalam rentang konsentrasi yang menghambat CDK’S pada uji in vitro. Turunan turunan lain telah ditemukan oleh Bristol Myers Squibb dan Mitotix, yang lebih poten dan lebih selektif daripada flavopiridol. Belum ada laporan tentang aktivitas antitumor pada turunan yang disebutkan terakhir ini.

Warner-Lambert baru-baru ini menemukan sejumlah piridopirimidin yang merupakan inhibitor kompetitif dari ATP pada CDK’S. PD-171851 selektif untuk CDK4 dengan nilai IC50 sebesar 0,042 mikromolar. PD171851 menghentikan siklus dalam sel sel pRb yang wild type pada fase G1 dimana sel sel yang defektif pRb melanjutkan siklus.

Agouron menemukan turunan 4-aminotiazole dengan spesifitas yang sangat sangat baik pada CDK4. AG12275 berikatan dengan kantung tempat ATP pada CDK. Pengikatannya kira-kira 100 kali lebih aktif pada cyclin D3 atau CDK 4 daripada pada cyclin A/CDK2 atau cyclin B/CDK1, dan menghentikan sel sel pRb yang wild type pada fase G1 dari siklus sel.

Kenpaullone pertama kali ditemukan pada Screen Anticancer NCI dengan membandingkan analisis memakai flavopiridol sebagai seed. Kenpaullone sama aktifnya terhadap CDK1,CDK2, dan CDK5 tetapi kurang efektif terhadap CDK4. Permodelan molekular menunjukkan jenis pengikatan yang sama dengan olomucine dan roscovitine, dengan ruang pada kantung tempat pengikatan ATP CDK2 untuk subsitusi kimiawi lebih jauh, yang harusnya dapat meningkatkan potensi obat dan selektivitasnya. Salah satu turunan ini, alsterpaullone dikenal lebih poten sebagai inhibitor CDK1 (sekitar 10 kali lipat) dan agen sitotoksik dengan nilai IC50 sekitar 0,2 mikromolar.

Sebelumnya, telah ditemukan indirubin yang sekarang telah digunakan pada penanganaan leukemia mieloid kronis (CML) di China. Seperti flavopiridol, untuk menginhibisi berbagai cyclin/CDK secara selektif pada spektrum yang luas. Salah satu turunannya yang lebih poten, yaitu indirubin 5 sulfonic acid, telah di-kokristalisasi dalam CDK2 dan ditemukan terikat pada tempat pengikatan ATP pada enzim. Perlakuan dengan indirubin 3 monoxime mengakibatkan penghentian pada fase G2 pada berbagai galur sel dalam kultur dan penghentian pada siklus G1 pada sel sel leukemia Jurkat. Apakah CDK’s hanya target satu satunya untuk indirubin masih menjadi bahan penelitian hingga saat ini, karena beberapa turunan dilaporkan berikatan dengan DNA dan mempengaruhi mikrotubul.

Spesifitas dari inhibitor inhibitor yang telah dijelaskan di atas bervariasi pada berbagai senyawa, 6 dimetilaminopurin, isopenteniladenin, staurosporin, dan UCN-01 adalah inhibitor protein  kinase yang relatif nonspesifik yang dapat mempengaruhi enzim enzim lain selain CDK’s. Olomusin, roscovitin, CVT-313, purvanolol, butirolakton, dan paullone adalah senyawa senyawa yang relatif selektif untuk CDK1 dan CDK2. Sebaliknya, flavopiridol dan indirubin memiliki rentang spesifitas yang luas terhadap berbagai CDK’s. Inhibitor inhibitor lain telah dilaporkan pada pertemuan dan aplikasi paten.

1. UCN dan Indolocarbazol lainnya

Obat 7-hydroxystaurosporine saat ini sedang dalam masa uji klinis fase II. UCN-01 diisolasi dari kultur Streptomyces sp. yang digunakan sebagai inhibitor protein kinase C (PKC). UCN-01 menghambat PKC lebih selektif dibandingkan staurosporin atau UCN-02 (stereoisomer UCN-01). UCN-01 paling poten melawan Ca2++-dependent kinase isozym dan tidak menghambat atypical PKC. Berbeda dengan Indolocarbazol lainnya, seperti rebecamycin dan NB-506, UCN 01 dan staurosporine tidak mengikat DNA dan memiliki efek secara tidak langsung teradap DNA topoisomerase.

UCN-01 adalah antikanker yang unik karena bersifat dose-dependent dan tipe sel yang digunakan yang dapat memberikan 3 efek yang berbeda :  penarikan dari siklus sel, penundaan pada fase G1, serta penginduksian apoptosis. Dua efek terakhir ditunjukkan pada dosis di atas 0,5 µM, di mana UCN-01 juga memblok perkembangan siklus sel dari G1 menuju fase S atau menginduksi apoptosis melalui p53. UCN-01 berbeda dari staurosporin yang memicu terjadinya penundaan pada fase G1 pada konsentrasi rendah (<0,01  µM) dan penundaan pada fase G2 dengan aneuploidy pada konsentrasi yang lebih tinggi (<0,03 µM). Akumulasi pada Fase G1 berhubungan dengan defosforilasi pRb dan inhibisi CDK2 oleh  CDK2 defosforilase dan deplesi dari cyclin A seperti aktivasi p21WAF1/CIP1. Informasi yang menjelaskan mekanisme dri UCN-01 dalam induksi apoptosis masih sedikit sekali.

Pada dosis <0,3 µM belum menunjukkan efek secara signifikan pada progresi siklus sel dan dapat dihasilkan secara klinik, UCN-01 berlaku sebagai sensitizer dari agen DNA-damaging dan obat antimetabolit, kemungkinan efek penghambatan berlaku pada checkpoint pada fase G2 dan S. Efek sinergis dari kemampuan menginhibisi pertumbuhan pada penelitian sebelumnya pada cell line dengan mitomycin C, cisplatin, 5-FU, dan methotrexat serta pada tikus xenograft dan model  syngenic. Efek sinergis ini selanjutnya berkaitan dengan pelepasan dari penarikan dari fase G2/checkpoint. Studi berurutan mennunjukkan bahwa  UCN-01 juga dapat menarik pada akumulasi dari fase S yang diinduksi cisplatin atau camptotechin. Efek potensiasi dari UCN-01 lebih besar pada sel yang kekurangan p53. Kemudian diketahui bahwa potensiasi pada sitotoksik cisplatin dengan UCN-01 tidak behubungan dengan p53 pada sel kanker ovarian. Hal tersebut menimbulkan pertanyaan mengenai dugaan pada pengaruh selektif potensiasi pada sitotoksik dari cisplatin dengan menggunakan UCN-01 adalah lebih besar, sehingga menghasilkan peningkatan indeks terapetis yang meningkat secara signifikan pada p53-detective tumor sel

Target molekuler dari UCN-01 untuk pembatalan pada fase G2 dan S telah teridentifikasi. Untuk penarikan pada G2 checkpoint target UCN-01 yang paling masuk akal adalah Cdc25C, yang mengalami defosforilasi pada Ser216 melalui keberadaan dari UCN-01. Efek ini pada Cdc25C kemungkinan secara tidak langsung disebabkan inhibisi Chk1 oleh UCN-01. Inhibisi Chk1 menunjukkan  mekanisme keduanya melalui imunopresipitasi Chk1 dan dengan rekombinan Chk1 enzim. Mekanisme lainnya UCN-01 adalah melalui aktivasi Cdk1   yang menginhibisi Wee1, kinase yang menghambat aktivitas Cdk1 dengan fosforilasi Tyr15 dari Cdk1, diketahui bahwa UCN-01 juga bisa menghambat imunopresipitasi Chk2 kinase yang menyatakan bahwa penarikan pada fase checkpoint G2 dan S bisa disebabkan oleh inhibisi pada Chk1 dan Chk2. Efek lain dari UCN-01 adalah hubungannya dengan fase S checkpoint yang menginhibisi campothecin-induced RPA2 fosforilasi pada sel yang sebelumnya mendapat perlakuan UCN-01. Karena RPA2 kinase adalah DNA-dependent protein kinase (DNA-PK) serta tidak lain DNA-PK atau ATM secara langsung dipengaruhi UCN-01, penelitian ini menunjukkan bahwa UCN-01-sensitive kinase seperti Chk1 dan Chk2, yang mengatur DNA-PK. Penelitian akhir-akhir ini menunjukkan bahwa UCN-01 bisa mempotensiasi  aktivitas cisplatin dengan menghambat pemotongan nucleotide repair melalui reduksi dari interaksi XPA/EPRCC1.

Uji klinik fase 1 menunjukkan bahwa terdapat perbedaan dengan tes preklinik dengan hewan uji, UCN-01 sangat terikat kuat dengan α-acid glikoprotein dan memiliki volume distribusi yang sangat rendah dan sistemik clearance, t1/2 sangat panjang. Uji klinik fase 2 sedang dilakukan untuk bentuk asosiasi UCN-01 dengan DNA-damaging agents dan antimetabolit.

2. Kafein

Kafein adalah salah satu obat yang menarik keluar dari siklus sel checkpoint. Ini menghasilkan paradigma untuk agen yang bisa mensensitisasi sel menjadi kerusakan DNA dengan mencegah progresi siklus sel. Kafein memiliki rentang yang luas dalam aktivitasnya pada kontrol checkpoint siklus sel. Kafein membatalkan checkpoint G2 dengan menginduksi pemindahan dari penghambatan fosforilasi pada cyclin B/Cdk1 dan juga mengaktivasi cyclin B/Cdk1. Kafein mengabaikan checkpoints G1 dan melemahkan p53 stabilisasi setelah iradiasi selain itu juga mengesampingkan penundaan replikasi dan mengeblok checkpoint-dependent fosforilasi dari Chk1 pada ekstrak Xenopus dan jamur fission. Akhir-akhir ini beberapa studi mengindikasikan bahwa efek pleiotropic dari kafein bisa menjadi bagian yang berhubungan dengan inhibisi langsung ATM yang secara positif mengatur aktifitas dari Chk1 dan Chk2 dan stabilisasi dari p53. Kafein juga aktif pada ATR dan mencegah rad3, fission homolog dari ATM dan ATR.

3. Wortmannin

Metabolit fungi wortmannin adalah inhibitor ireversibel dari PI3K pada konsentrasi nanomolar rendah. Pada konsentrasi (0,2 – 0,5 µM), wortmannin juga menginhibisi DNA-PK dan ATM dan fision homolog jamur, rad3, sebaik mTOR (mammalian target of rapamycin). Pada konsentrasi submikromolar, wortmannin tidak memiliki efek signifikan pada PKC, cAMP, dan GMP-dependent protein kinase mitogen-actived kinase, p70S6k dan platelet-derived Growth factor (PDGF) reseptor tirosine kinase. Penelitian menggunakan radiolabel wortmannin menunjukkan bahwa C20 dari wortmannin membentuk ikatan kovalen pada kritikal residu lisin dari domain fosfotransferase dari PI3K. Wortmannin pada penelitian sebelumnya menunjukkan beberapa aktivitas antitumor.

Perlakuan dengan wortmannin mengeblok DNA-damage menginduksi p53 stabilisasi dan menghasilkan radioresisstant sintesis DNA. Wortmannin adalah sensitizer yang paling tinggi aktivitasnya untuk mengionisasi radiasi, klorambusil, sebaik topoisomerase II inhibitor etoposide. Karena radiosensitisasi juga teramati pada sel yang kekurungan p53. Dapat dimengerti bahwa wortmannin menginduksi lesi genotoksik dengan mekanisme selain inhibisi ATM dan destabilisasi p53. Kemungkinan lainnya mengenai mekanisme dari potensiasi termasuk inhibisi DNA-PK, yang bisa menghasilkan perbaikan pecahnya DNA double strand, pembatalan checkpoint fase S pada siklus sel dan inhibisi RPA2 fosfolirasi sintesis  DNA, sebaik potensi dari apoptosis oleh inhibisi PI3K.

Intervensi pada sisi lainnya

1. Phospatase Inhibitors (Cdc25 Phospatase)

Cdc25 mengalami overekspresi pada berbagai macam sel kanker. Cdc25 merupakan substrat kunci untuk regulasi checkpoint oleh Chk1 dan Chk2 kinase. Spesifisitas ganda dari protein phospatase Cdc25 muncul sebagai target baru pengembangan obat. Cdc25 adalah target transkripsi pada proto-oncogene c-myc.

2. Modulasi E2F-1

Penggunaan antagonis E2F-1 dilaporkan sebagai salah satu cara pendekatan terapi.  Antagonis Cdk2 menunjukkan kemampuan yang selektif dalam membunuh sel dengan menngkatkan aktivitas E2F, menunjukkan deregulasi dari E2F dan inhibisi Cdk2 menghasilkan kematian dan menghasilkan kesimpulan bahwa pengembangan antagonis Cdk2 dapat dimanfaatkan sebagai agen antineoplastik.

Vektor adenoviral telah  digunakan untuk menghasilkan overekspresi E2F-1 dengan tujuan untuk mengaktivasi apoptosis melalui p53 dependent (melalui p14INK4 yang menurunkan regulasi MDM2 sehingga meningkatkan kestabilan p53) serta mengaktivasi apoptosis pada jalur  independent.

3. p53 Adenovirus Transfer Gen

Mutan Human group c adenovirus adalah sebuah adenovirus yang telah direkayasa untuk menghasilkan replika yang selektif dan lyze p53-deficient sel kanker dibandingkan pada sel normal karena sel normal tidak mengekspresikan gen E1B 55-kDa. Meskipun Onyx-015 dan kemoterapi telah menunjukkan aktivitas antitumor pada penderita kanker leher dan kepala. Tetapi penyakit kambuh dengan sangat cepat baik dengan terapi itu sendiri. Uji klinik fase 2 dari kombinasi injeksi intra tumoral Onyx-015 dengan cisplatin dan 5-FU pada pasien skuamosa sel kanker leher dan kepala akhir-akhir ini menunjukkan respon yang tertuju kapada subtansi, termasuk proporsi tinggi dari respon yang lengkap. Biopsi tumor diperoleh setelah perlakuan menunjukkan tumor-selective viral replication dan induksi nekrosis. Onyx-015 bisa ber-replikasi dan membunuh sel pada wild type p53 dengan sangat efektif, menunjukkan bahwa strategi ini lebih kompleks dari pemikiran awalnya. Pada terjadinya kehilangan p14ARF akhir-akhir ini menunjukkan bahwa hal tersebut dapat untuk memfasilitasi replikasi Onyx-015, yang menunjukkan Onyx-015 dapat lebih berguna pada tumor dengan lesi pada jalur p53 dibandingkan mutasi dari p53.

4. Gangguan Interaksi p53-mdm2

Mdm2 adalah antagonis seluler utama dari p53. Oleh karena itu pada tumor dengan wild type p53, treatment yang diusulkan adalah penurunan regulasi dari mdm2 dan inhibisi dari interaksi mdm2 dengan p53. Jika mdm2 inaktif, maka p53 akan teraktivasi dan aksi p53 mengiduksi kematian sel melalui apoptosis. Homolog mdm2 pada manusia yaitu hdm2. Hdm2 juga mengalami overekspresi pada kanker seperti sarkoma dan osteosarkoma. Secara umum amplifikasi hdm2 tidak terjadi pada tumor dengan mutasi p53.

Author: admin

menebar ilmu pengetahuan

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s