Список сокращений

ERK — киназа, регулируемая внеклеточным сигналом

NF-κB — фактор транскрипции — ядерный фактор каппа-легкой цепи-усилителя активированных B-клеток

MGMT — ген MGMT кодирует фермент O6-метилгуанина-метилтрансферазу, который принимает участие в репарации дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК)

(PI3K)/AKT/mTOR — внутриклеточный сигнальный путь, центральным компонентом которого является фермент фосфоинозитид-3-киназа (PI3K)

SAM — S-аденозилметионин

siRNA — малые интерферирующие молекулы рибонуклеиновой кислоты (РНК)

VEGF — фактор роста эндотелия сосудов

VEGFR — рецептор фактора роста эндотелия сосудов

ГБ — глиобластома

СИОЗС — селективные ингибиторы обратного захвата серотонина

СКГ — стволовая клетка глиомы

ТМЗ — темозоломид

ТЦА — трициклические антидепрессанты

Введение

Коммерческий подход к разработкам лекарственных препаратов улучшил технологию их отбора, тем не менее количество одобренных препаратов и тех, которые доходят до второй фазы клинических испытаний, снижается [1, 2]. В связи с этим особым подходом к терапии различных заболеваний является поиск возможностей альтернативного применения уже одобренных лекарственных препаратов, обладающих полифункциональностью [3]. Такой подход ускоряет их внедрение, так как эти препараты прошли анализ на фармакокинетику у человека, а также токсичность в доклинических и клинических исследованиях [4]. Для обозначения этого процесса Y. Zhang и соавт. предложили понятие «перепрофилирование» (repurposing) [3].

В рамках поиска новых препаратов в терапии глиом, которая, несмотря на применение различных схем комбинированного лечения, не позволяет пока достичь существенного прогресса в продолжительности жизни пациентов [5—7], ряд исследователей обратили внимание на обнаруженные противоопухолевые свойства известных и одобренных к применению антидепрессантов [7]. Антидепрессанты часто используются в качестве дополнительного лечения при депрессивных расстройствах у пациентов с глиомами [8, 9]. Они хорошо проникают через гематоэнцефалический барьер и обладают относительно небольшим количеством побочных эффектов [7].

Цель исследования — анализ работ, посвященных изучению противоопухолевых механизмов антидепрессантов в отношении глиобластомы (ГБ) на основе доклинических исследований.

Результаты

Большинство данных о противоопухолевом действии антидепрессантов получено в экспериментах in vitro на культурах опухолевых клеток. Показано противоопухолевое воздействие антидепрессантов различных групп: трициклических антидепрессантов (ТЦА), селективных ингибиторов обратного захвата серотонина (СИОЗС) и других соединений с известной антидепрессивной активностью.

Среди назначаемых онкологами ТЦА [10] противоопухолевая активность наиболее изучена для имипрамина — препарата, чья антидепрессивная активность обусловлена ингибированием обратного захвата серотонина и норадреналина [11]. В экспериментах in vitro имипрамин ингибировал активность передачи сигналов фосфатидилинозитол-3-киназы (PI3K)/AKT/mTOR и активировал связанный с аутофагией белок беклин-1, индуцируя гибель клеток глиомы линии U-87MG в результате аутофагии [12]. Нокдаун по беклину-1, полученный с использованием siRNA, отменял гибель клеток под воздействием имипрамина [12]. Имипрамин в экспериментах in vitro ингибирует внеклеточную киназу, регулирующую сигналы (ERK)/NF-κB, тем самым снижая экспрессию белков, связанных с прогрессированием опухоли: матриксных металлопептидаз MMP-2 и MMP-9, активатора плазминогена урокиназного типа (uPA), VEGF и циклина D1 [13]. В экспериментах на бестимусных мышах с имплантированными клетками U87/NF-κB/luc2 было показано, что, ингибируя путь ERK/NF-κB, имипрамин блокирует инвазию, ангиогенез и пролиферацию клеток глиомы [13]. Кроме того, имипрамин препятствует росту опухоли путем ингибирования экспрессии и транслокации yes-ассоциированного белка — онкопротеина, который играет важную роль в образовании и росте ГБ [14]. Показана синергия имипрамина с темозоломидом (ТМЗ) в подавлении пролиферации клеток глиомы и увеличении времени выживания мышей с имплантированной опухолью [14].

Опубликованные данные говорят об антиинвазивной активности имипрамина. В исследованиях на клетках зубчатой аденокарциномы показано, что имипрамин является блокатором фасцина-1 — белка, играющего ключевую роль в инвазии опухоли. Сверхэкспрессия фасцина-1 при различных типах рака, включая глиому, ассоциируется с плохим прогнозом [15]. Анализ формирования ламеллоподий, миграции и инвазии колоректальных раковых клеток in vitro с использованием 3D-структуры человеческой ткани подтвердил антиинвазивную активность имипрамина [15]. В настоящее время проводится клиническое исследование эффективности имипрамина для таргетной терапии опухолей, сверхэкспрессирующих фасцин-1 [16]. Известно, что высокая экспрессия белка фасцина-1 у пациентов с мультиформной ГБ (МГБ) ассоциирована с более коротким временем выживания [17]. Кроме того, была показана антиинвазивная активность малой химерной молекулы, имипраминового синего, которая ингибирует инвазию глиомы на моделях in vitro и in vivo [18].

Для инвазивного роста ГБ, ее рецидива и резистентности к терапии особое значение имеют стволовые клетки глиомы (СКГ). Перепрограммирование СКГ в сторону потери стволового фенотипа может помочь преодолеть эту резистентность [19, 20]. В экспериментах на клетках ГБ линии T98G было показано, что ТЦА имипрамин и амитриптилин уменьшают экспрессию маркерных белков СКГ — CD44, Sox2 и Nestin, — тем самым подавляя профиль СКГ и уменьшая злокачественный фенотип ГБ. В отличие от ТМЗ, эти ТЦА стимулировали жизнеспособность нормальных астроцитов человека [21]. Комбинация имипрамина с ингибиторами пути VEGF/VEGFR (например, axitinib) перепрограммирует иммуносупрессивные ассоциированные с опухолью макрофаги в иммуностимулирующие и усиливает инфильтрацию и активацию CD8+ и CD4+ T-клеток, обеспечивая терапевтический эффект на моделях мышей с ГБ [22]. Эти доклинические наблюдения дают основания для тестирования применения имипрамина в качестве монотерапии или в комбинации с ТМЗ при лечении глиомы.

Изучена противоопухолевая активность другого ТЦА — амитриптилина. Амитриптилин может подавлять активность NF-κB, сильно ингибировать экспрессию гена p65 NF-κB и помогать поддерживать баланс между про- и противовоспалительными медиаторами [23]. Амитриптилин снижает уровень СКГ и индуцирует апоптоз в клетках МГБ [21].

Кломипрамин — ТЦА, близкий к имипрамину, стимулировал апоптоз в клетках культуры ГБ, полученной от пациентки [24]. Комбинированное воздействие кломипрамина и иматиниба на культуру клеток ГБ C6 продемонстрировало синергию в подавлении пролиферации [25, 26].

Интересны также СИОЗС. Кроме нейромедиаторных функций, серотонин также выступает в качестве митогенного фактора для нормальных и опухолевых клеток через рецепторы 5-HT1 и 5-HT2 [27]. Серотонин стимулирует миграцию глиомных клеток в клеточных культурах человека [28]. Следовательно, подавление этой функции серотонина может ингибировать опухолевую активность. Действительно, обработка сертралином приводит к гибели клеток всех протестированных клеточных культур глиомы, обогащенных стволовыми клетками [27].

Типичный СИОЗС флуоксетин [29] в экспериментах на клеточных линиях глиомы человека — T98G, U138, SF767 и U251 — нарушает активацию NF-κB, снижая экспрессию гена MGMT, кодирующего фермент O-6-метилгуанин-ДНК-метилтрансферазу (ДНК — дезоксирибонуклеиновая кислота), который защищает клетку от цитотоксических действий алкилирующих агентов, например ТМЗ [30]. Комбинированное воздействие флуоксетином и ТМЗ показало синергический эффект на клетках ГБ C6 [31]. Синергический эффект флуоксетина и ионизирующего излучения на глиому был продемонстрирован в экспериментах на клетках ГБ человека линии U-87. В то же время на неопухолевых фибробластах линии HFFF2 был показан радиопротективный эффект флуоксетина [32]. J. Bi и соавт. [33] выявили усиленную зависимость клеток ГБ от сфингомиелин фосфодиэстеразы 1 (sphingomyelin phosphodiesterase 1 — SMPD1) и показали ее перспективность в качестве мишени для терапии. В экспериментах на клетках ГБ человека U87/EGFRvIII авторы установили, что флуоксетин ингибирует ферментативную активность SMPD1. Воздействие флуоксетина приводит к гибели клеток ГБ посредством ингибирования передачи сигналов через EGFRvIII и активации лизосомального стресса. Комбинация флуоксетина с ТМЗ вызывала полную регрессию ксенотрансплантатов ГБ у мышей [33]. Анализ электронных медицинских карт из базы данных IBM MarketScan выявил, что комбинация флуоксетина со стандартным лечением может улучшить выживаемость пациентов с опухолью мозга [33].

В экспериментах на клетках ГБ линии U87 было показано, что СИОЗС сертралин способен снижать количество клеток опухоли дозозависимым образом [34]. Комбинация сертралина с ТМЗ давала аддитивный эффект [34].

Еще один СИОЗС, флувоксамин [35], оказался эффективным для подавления полимеризации актина в клетках линий ГБ человека — A172, U87MG, U251MG [36]. Ежедневное введение флувоксамина бестимусным мышам с имплантированными клетками человеческой ГБ блокировало инвазию опухолевых клеток и продлевало выживаемость [36].

СИОЗС пароксетин [37] может понижать жизнеспособность клеток и вызывать фрагментацию ДНК в клетках линий ГБ C6 [38]. Нарушение иммунитета при ГБ связано с уменьшением количества T-клеток и их дисфункцией [39]. Пероральное введение пароксетина мышам с ГБ увеличивало инфильтрацию T-клеток в опухоли [40].

S-аденозилметионин (SAM) — кофермент, принимающий участие в реакциях переноса метильных групп, впервые описан в 1952 г. [41]. При молекулярной массе 399,447 г/моль он активно проникает через гематоэнцефалический барьер [42]. В Европе SAM назначают для лечения артрита и депрессии [43]. В России препарат зарегистрирован лишь в 1994 г. под названием Гептрал. В работе L. Mosca и соавт. показано, что SAM избирательно ингибирует жизнеспособность и пролиферацию клеток ГБ человека линий U87MG, U343MG, U251MG и в клетках ГБ, полученных из биопсийного материала пациента [44]. SAM индуцировал апоптоз, остановку клеточного цикла, а также подавлял репарацию ДНК, способствуя гибели клеток ГБ [44]. В свете этих результатов SAM можно рассматривать как потенциальный адъювант в терапии ГБ.

Гиперицин является основным активным компонентом зверобоя. Имея эффекты, схожие со стандартными антидепрессантами, он широко используется в терапии депрессии [45]. Фотофизические свойства гиперицина изучаются на предмет его использования в фотодинамической терапии [46]. Гиперицин показал себя многообещающим средством в клиническом исследовании фазы I/II против рецидивирующей, прогрессирующей ГБ [47]. В экспериментах на клетках линии U87 ГБ человека было показано, что добавление гиперицина вызывает гибель клеток по пути апоптоза [48]. Изменение профиля экспрессии генов клеточной линии U87 предполагает, что гиперицин может модулировать инфильтрацию иммунных клеток [48]. В настоящее время продолжаются исследования возможности применения гиперицина для терапии глиомы [49, 50].

Кетамин — NMDA-антагонист, применяемый в качестве наркоза в медицине и ветеринарии. Метаанализ показал его эффективность при лечении большого депрессивного расстройства [51]. Эксперименты на клетках ГБ C6 показали, что обработка кетамином подавляла пролиферацию этих клеток, в то время как на культуру незлокачественных астроцитов кетамин не действовал [52]. В снижении пролиферации клеток C6 под действием кетамина участвует блокада рецепторов NMDA [52].

В недавних сопоставлениях клинических результатов лечения больных с ГБ, получавших и не получавших дополнительную антидепрессивную терапию [53, 54], найдена отрицательная связь между приемом антидепрессантов и выживаемостью при глиоме. Однако авторы этих работ справедливо замечают, что для выяснения причинно-следственной связи полученных результатов требуется дальнейший анализ.

Заключение

Анализ исследований по воздействию антидепрессантов на клетки глиомы высокой степени злокачественности показал их противоопухолевый эффект через активацию апоптоза и аутофагии, воздействия на сигнальные пути, управляющие клеточным циклом, дифференцировкой и/или сохранением стволовости, а также на миграционную активность опухолевых клеток. Эти данные подтверждают потенциальную возможность использования ряда антидепрессантов в адъювантной терапии МГБ. Необходимы дальнейшие лабораторные и клинические исследования для поиска оптимальных терапевтических сочетаний с использованием антипролиферативных антидепрессантов, которые могут играть роль в замедлении роста глиомы человека.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Ревищин А.В., Павлова Г.В.

Сбор и обработка материала — Ревищин А.В.

Написание текста — Ревищин А.В., Павлова Г.В.

Редактирование — Павлова Г.В.

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России, грант №075-15-2024-561.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.