Репарація пошкоджень ДНК

Репарація пошкоджень ДНК

Резистентність клітин до дії цисплатину може залежати від стану системи репарації пошкоджень ДНК.

Один із механізмів резистентності клітин до цисплатину — прискорена репарація цисплатин-ДНК-адуктів [54]. Чутливі до дії цисплатину клітинні лінії відрізняються зниженою здатністю ліквідувати основні адукти ДНК та цисплатину (GG-Pt та GA-Pt), а також послабленою активністю ДНК-полімераз [55,56]. Обробка резистентних до цисплатину клітин афідикоіном — інгібітором ДНК-полімераз? та? повертає чутливість до цисплатину, що утверждает роль репарації адуктів цисплатин-ДНК у формуванні резистентності [57].

На сьогодні мало відомо, щодо ліквідації продуктів платинування ДНК у мітохондріях. Вважають, що мітохондріальна ендонуклеаза G (Endo G) може брати доля в репаративних процесів цих органел [58].

Нещодавно із культуральної рідини пухлинних клітин та біопсійного матеріалу пухлин людини були виділені білки HMG (high-mobility group) та їм подібні, котрі зв`язуються із ДНК, що пошкоджена цисплатином, але й не трансплатином чи ультрафіолетовим випроміненням [59,60]. Ці білки — висококонсервативні, локалізуються у цитоплазмі та ядрі клітини. Їх біологічна роль ще точно б не встановлена. Інтенсивність зв`язування ДНК із цисплатином та HMG-подібними білками прямо пропорційна ступеня пошкодження ДНК. ДНК резистентних клітин зв`язується із цими білками более ефективно. HMG-білки взаємодіють із платинованою ДНК, закривають пошкоджені сайти від ферментів ексцизійної репарації. Припускають, що зв`язування HMG-подібних білків із пошкодженою ДНК може викликати зупинку реплікації чи транскрипції, а також впливати на роботу систем контролю клітинного циклу при руйнуванні ДНК.

Відомо, що такі дефекти системи репарації невідповідностей (mismatch repair), як недостатня експресія білків hMSH2 чи hMLH-1, призводять до виникнення резистентності до цисплатину [61,62]. MSH2-білок сам по собі чи разом із білком GTBP/p160 розпізнає невеликі зміни у ланцюгу ДНК, наприклад, продукти платинування ДНК, й зв`язується із ними.

Априорі можна було б б припустити, що відсутність якої-небудь частини системи репарації ДНК сприяє розвитку гіперчутливості до дії цисплатину, що відбувається у клітинах, дефектних за системою ексцизійної репарації. Алі у випадку порушення функції системи mismatch repair клітина набуває резистентності до цисплатину. Цей феномен можна розглядати із двох позицій. По-перше, порушення системи mismatch repair може бути наслідком індукованого цисплатином випадкового мутагенезу, що в результаті обумовлює стійкість до дії цисплатину. По-друге, саме дефект у роботі цієї системи репарації може покласти вушко резистентності [63,64].

Комплекс білків репарації «розпізнає» адукти у ланцюгу-шаблоні ДНК та намагається виправити ланцюг, що синтезується [65]. Так, поки існує адукт у ланцюгу-шаблоні, а підбір нових основ не ліквідує невідповідність, що існує, генерується сигнал, який запускає програму апоптозу. Якщо система mismatch repair не працює, такий сигнал не генерується, клітини стають толерантними до адуктів цисплатин-ДНК та набувають резистентного фенотипу.

У випадку порушення системи ексцизійної репарації спостерігається протилежний ефект. Клітини, дефектні по системі ексцизійної репарації значно более чутливі до дії цисплатину, ніж нормальні клітини [66].

Показано, що цисплатин індукує експресію важливого для ексцизійної репарації гена ERCC-1. Алі до активації гена ERCC-1 відбувається активації генів c-fos та c-jun, а також фосфорилювання білка c-Jun [67].

Нещодавно був відкритий новий ген BRCA1, повязаний із репарацією пошкодженої ДНК. Показано, що гіперекспресія цого гена в клітинах раку яєчника та молочної залози асоційована із резистентністю до дії цисплатину [68].

Топоізомерази І та ІІ, що релаксують спіралі ДНК, є важливими ферментами реплікації, транскрипції та рекомбінації. Вони відіграють суттєву роль у процесів усунення адуктів ДНК-цисплатин. У багатьох резистентних до дії цисплатину клітинах спостерігається підвищена активність топоізомерази ІІ [69]. Інгібітори топоізомераз І та ІІ: етопозид, камтотецин, СРТ-11, SN-38, новобіоцин — викликають сенсибілізацію резистентних клітин до дії цисплатину [70−72].

Ще одним механізмом резистентності до цисплатину на рівні ДНК може бути підвищена концентрація в клітині вільних нуклеотидів (наприклад, АТФ, АДФ), котрі конкурують із ДНК за зв`язування із цисплатином [73]. Таким чином, вільні нуклеотиди, концентрація які у цитоплазмі відрізняється в різних клітинах, можуть значно впливати на чутливість пухлин до цисплатина.

Важливо також розглянути утворення зшивок ДНК-білок под дією цисплатину. Хоча кількість цих адуктів набагато менше, ніж у разі міжта всерединіланцюгових зшивок, але й відмічено, що смердоті також відповідальні за цитотоксичний ефект цисплатину. Наприклад, було б показано, що одна резистентна до дії цисплатину клітинна лінія раку яєчника утримувала у 6 разів менше цитокератина 18, ніж чутлива лінія. Трансфекція кДНК цитокератина 18 в клітини резистентної лінії давала клони із підвищеним рівнем цого білка та у більшості випадків із чутливим фенотипом. При цьому було б встановлено, що после обробки цисплатином, із ДНК у клітинах зв`язуються негістонові білки. Пізніше ці білки було б ідентифіковано як цитокератини [74]. Можливо, що формування зшивок цитокератин-ДНК, асоціюється із цитотоксичністю цисплатину. Тоді зменшення продукції цитокератина 18 у резистентних клітинах Веде до зменшення кількості зшивок білок-ДНК та, як наслідок, зниження чутливості до цисплатина.

Виходячи із вищенаведеного, можна заключити, що резистентність до дії цисплатину на рівні ДНК обумовлена підвищеною активністю систем репарації клітини чи її толерантністю до існуючих ДНК-Pt-адуктів.