Растворимая гуанилатциклаза (рГЦ) в реализации гипотензивного и антиагрегантного эффектов терафтала (ТФ, натриевая соль 4,5-октакарбоксифталоцианина кобальта)

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Т.А. Сидорова1, Н.В. Пятакова2, И.С. Северина2, О.Л. Калия3, Г.К. Герасимова1

1 ФГБУ «Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина» Минздрава России, Каширское ш., д. 24, Москва, Российская Федерация, 115478

2 ФГБНУ «Научно-исследовательский институт биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича» ул. Погодинская, д. 10, стр. 8, Москва, Российская Федерация, 119121

3 ФГУП «ГНЦ «НИОПИК», ул. Большая Садовая, д. 1, Москва, Российская Федерация, 123995

Для переписки: Татьяна Александровна Сидорова, канд. мед. наук, Каширское шоссе, д. 24, Москва, Российская Федерация, 115478; тел.: +7(499)612-79-92; e-mail: tatsid@yahoo.com

Для цитирования: Сидорова Т.А., Пятакова Н.В., Северина И.С. и др. Растворимая гуанилатциклаза (рГЦ) в реализации гипотензивного и антиагрегантного эффектов терафтала (ТФ, натриевая соль 4,5-октакарбокси фталоцианина кобальта). Клиническая онкогематология. 2016;9(2):138–47.

DOI: 10.21320/2500-2139-2016-9-2-138-147

РЕФЕРАТ

Актуальность и цели. Разнообразие противоопухолевых препаратов определяет не только их лечебный эффект, но и спектр побочных осложнений, включая острые гемодинамические нарушения: артериальную гипотензию/гипертензию, нарушения в свертывающей системе крови. Цель работы заключается в выяснении роли растворимой гуанилатциклазы (рГЦ) в механизмах развития гипотензивного и антиагрегантного эффектов, индуцированных терафталом (ТФ) в экспериментальных условиях и в клинике.

Mетоды. Влияние различных препаратов на базальную активность рГЦ, выделенной из тромбоцитов крови человека, оценивали по продукции циклического гуанозинмонофосфата (цГМФ) с помощью иммуноферментного метода. Влияние ТФ на агрегацию тромбоцитов человека, индуцированную АДФ, изучали турбидиметрическим методом Борна с помощью агрегометра.

Результаты. В присутствии ТФ базальная активность рГЦ возрастает в среднем в 2,5 раза. Кривая активации рГЦ терафталом имеет колоколообразный вид, максимальный эффект стимуляции фермента достигается при концентрации препарата 1 мкмоль/л. ТФ не влияет на эффективность активации рГЦ известными регуляторами фермента: нитропруссидом (SNP) и YC-1. В то же время преинкубация рГЦ с ТФ приводит к снижению в среднем на 33 % способность YC-1 потенцировать стимуляцию рГЦ, индуцированную SNP. In vitro выявлена способность ТФ ингибировать агрегацию тромбоцитов, индуцированную АДФ, и определена величина IC50 для ТФ (15 мкмоль/л).

Заключение. ТФ является прямым активатором рГЦ и, следовательно, способен участвовать в регуляции сигнального пути NO®рГЦ®цГМФ, контролирующего базальный тонус сосудов и агрегантные свойства тромбоцитов. Принимая во внимание особенности природы ТФ, обсуждается вовлечение дополнительных механизмов в развитие гипотензии и нарушений гемостаза, индуцированных препаратом.

Ключевые слова: тромбоциты человека, растворимая гуанилатциклаза, терафтал, нитропруссид натрия, YC-1, гипотензия, АДФ-индуцированная агрегация тромбоцитов.

Получено: 24 апреля 2015 г.

Принято в печать: 25 февраля 2016 г.

 Читать статью в PDF pdficon

ЛИТЕРАТУРА

  1. Yeh EH, Tong AT, Lenihan DJ, et al. Cardiovascular complications of cancer therapy: diagnosis, pathogenesis, and management. Circulation. 2004;109(25):3122–31. doi: 10.1161/01.cir.0000133187.74800.b9.
  2. Lundin J, Kimby E, Bjorkholm M, et al. Phase II trial of subcutaneous anti-CD52 monoclonal antibody alemtuzumab (Campath-1H) as first-line treatment for patients with B-cell chronic lymphocytic leukemia (B-CLL). Blood. 2002;100(3):768–73. doi: 10.1182/blood-2002-01-0159.
  3. Onrust SV, Lamb HM, Balfour JA. Rituximab. Drugs. 1999;58(1):79–88. doi: 10.2165/00003495-199958010-00009.
  4. Saltz LB, Meropol NJ, Loehrer PJ, et al. Phase II trial of cetuximab in patients with refractory colorectal cancer that expresses the epidermal growth factor receptor. J Clin Oncol. 2004;22(7):1201–8. doi: 10.1200/jco.2004.10.182.
  5. White RL, Schwartzentruber DJ, Guleria A, et al. Cardiopulmonary toxicity of treatment with high dose interleukin-2 in 199 consecutive patients with metastatic melanoma or renal cell carcinoma. Cancer. 1994;74(12):3212–22. doi: 10.1002/1097-0142(19941215)74:12<3212::aid-cncr2820741221>3.0.co;2-i.
  6. Vial T, Descotes J. Immune-mediated side-effects of cytokines in humans. Toxicology. 1995;105(1):31–57. doi: 10.1016/0300-483x(95)03124-x.
  7. Cohen MH, Broder LE, Fossieck BE, et al. Phase II clinical trial of weekly administration of VP-16-213 in small cell bronchogenic carcinoma. Cancer Treat Rep. 1977;61(3):489–90.
  8. Weiss RB, Donehower RC, Wiernik PH, et al. Hypersensitivity reactions from taxol. J Clin Oncol. 1990;8(7):1263–8.
  9. DiBella NJ. Vincristine-induced orthostatic hypotension: a prospective clinical study. Cancer Treat Rep. 1980;64(2–3):359–60.
  10. Zhu GD, Gandhi VB, Gong J, et al. Syntheses of potent, selective, and orally bioavailable indazole-pyridine series of protein kinase B/Akt inhibitors with reduced hypotension. J Med Chem. 2007;50(13):2990–3003. doi: 10.1021/jm0701019.
  11. Orlowski RZ, Stinchcombe TE, Mitchell BS, et al. Phase I trial of the proteasome inhibitor PS-341 in patients with refractory hematologic malignancies. J Clin Oncol. 2002;20(22):4420–7. doi: 10.1200/jco.2002.01.133.
  12. Legha SS, Keating M, Picket S, et al. Phase I clinical investigation of homoharringtonine. Cancer Treat Rep. 1984;68(9):1085–91.
  13. Siderov J, Prasad P, De Boer R, Desai J. Safe administration of etoposide phosphate after hypersensitivity reaction to intravenous etoposide. Br J Cancer. 2002;86(1):12–3. doi: 10.1038/sj.bjc.6600003.
  14. Gelderblom H, Verweij J, Nooter K, Sparreboom A. Cremophor EL: the drawbacks and advantages of vehicle selection for drug formulation. Eur J Cancer. 2001;37(13):1590–8. doi: 10.1016/s0959-8049(01)00171-x.
  15. Itoch Y, Sendo T, Hirakawa T, et al. Role of sensory nerve peptides rather than mast cell histamine in paclitaxel hypersensitivity. Am J Respir Crit Care Med. 2004;169(1):113–9. doi: 10.1164/rccm.200307-901oc.
  16. Carmichael SM, Eagleton L, Ayers CR. Orthostatic hypotension during vincristine therapy. Arch Intern Med. 1970;126(2):290–3. doi: 10.1001/archinte.1970.00310080096015.
  17. Renninger JP, Murphy DJ, Morel DW. A selective Akt inhibitor produces hypotension and bradycardia in conscious rats due to inhibition of the autonomic nervous system. Toxicol Sci. 2012;125(2):578–85. doi: 10.1093/toxsci/kfr316.
  18. Akosman C, Ordu C, Eroglu E, Oyan B. Development of Acute Pulmonary Hypertension After Bortezomib Treatment in a Patient With Multiple Myeloma: A Case Report and the Review of the Literature. Am J Ther. 2013;22(3):e88–92. doi: 10.1097/01.mjt.0000433941.91996.5f.
  19. Richardson PG, Mitsiades C, Hideschima T, Anderson KC. Bortezomib: proteosome inhibition as an effective anticancer therapy. Annu Rev Med. 2006;57(1):33–47. doi: 10.1146/annurev.med.57.042905.122625.
  20. Savaraj N, Lu K, Feun LG, et al. Interaction of [3H] homoharringtonine (HHT) with the calcium antagonist receptor in the rat. Proc Am Assoc Cancer Res. 1985;26:1417.
  21. Yang ZZ, Tschopp O, Baudry A, et al. Physiological functions of protein kinase B/Akt. Biochem Soc Trans. 2004;32(Pt 2):350–4. doi: 10.1042/bst0320350.
  22. Yeh ET. Cardiotoxicity induced by chemotherapy and antibody therapy. Annu Rev Med. 2006;57(1):485–98. doi: 10.1146/annurev.med.57.121304.131240.
  23. Senkus E, Jassem J. Cardiovascular effects of systemic cancer treatment. Cancer Treat Rev. 2011;37(4):300–11. doi: 10.1016/j.ctrv.2010.11.001.
  24. Yang JC, Haworth L, Sherry RM, et al. A randomized trial of bevacizumab, an anti-vascular endothelial growth factor antibody, for metastatic renal cancer. N Engl J Med. 2003;349(5):427–34. doi: 10.1056/nejmoa021491.
  25. Gordon MS, Margolin K, Talpaz M, et al. Phase I safety and pharmacokinetic study of recombinant human anti-vascular endothelial growth factor in patients with advanced cancer. J Clin Oncol. 2001;19(3):843–50.
  26. Motzer RJ, Hutson TE, Tomczak P, et al. Sunitinib versus interferon alfa in metastatic renal-cell carcinoma. N Engl J Med. 2007;356(2):115–24. doi: 10.1056/nejmoa065044.
  27. Gupta R, Maitland ML. Sunitinib, Hypertension, and Heart Failure: A Model for Kinase Inhibitor-Mediated Cardiotoxicity. Curr Hypertens Rep. 2011;13(6):430–5. doi: 10.1007/s11906-011-0229-4..
  28. Rini BI, Cohen DP, Lu DR, et al. Hypertension as a biomarker of efficacy in patients with metastatic renal cell carcinoma treated with sunitinib. J Natl Cancer Inst. 2011;103(9):763–73. doi: 10.1093/jnci/djr128.
  29. Mourad JJ, Levy BI. Mechanisms of antiangiogenic-induced arterial hypertension. Curr Hypertens Rep. 2011;13(4):289–93. doi: 10.1007/s11906-011-0206-y.
  30. Kamba T, McDonald DM. Mechanisms of adverse effects of anti-VEGF therapy for cancer. Br J Cancer. 2007;96(12):1788–95. doi: 10.1038/sj.bjc.6603813.
  31. Aparicio-Gallego G, Afonso-Afonso FJ, Leon-Mateos L, et al. Molecular basis of hypertension side effects induced by sunitinib. Anticancer Drugs. 2011;22(1):1–8. doi: 10.1097/CAD.0b013e3283403806.
  32. Facemire CS, Nixon AB, Griffiths R, et al. Vascular endothelial growth factor receptor 2 controls blood pressure by regulating nitric oxide synthase expression. Hypertension. 2009;54(3):652–8. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.109.129973.
  33. Olsson AK, Dimberg A, Kreuger J, Claesson-Welsh L. VEGF receptor signalling – in control of vascular function. Nat Rev Mol Cell Biol. 2006;7(5):359–71. doi: 10.1038/nrm1911.
  34. Ignarro LJ. Nitric oxide: a unique endogenous signaling molecule in vascular biology. Biosci Rep. 1999;19:51–71.
  35. Denninger JW, Marletta MA. Guanylate cyclase and the NO/cGMP signaling pathway. Biochim Biophys Acta. 1999;1411(2–3):334–50. doi: 10.1016/s0005-2728(99)00024-9.
  36. Daher IN, Yeh ET. Vascular complications of selected cancer therapies. Nat Clin Pract Cardiovasc Med. 2008;5(12):797–805. doi: 10.1038/ncpcardio1375.
  37. Aharon IB, Joseph HB, Tzabari M, et al. Doxorubicin-induced vascular toxicity –targeting potential pathways may reduce procoagulant activity. PLoS One. 2013;8(9):e75157. doi: 10.1371/journal.pone.0075157.
  38. Togna GI, Togna AR, Franconi M, Caprino L. Cisplatin Triggers Platelet Activation. Thromb Res. 2000;99(5):503–9. doi: 10.1016/s0049-3848(00)00294-2.
  39. Yeh ET, Bickford CL. Cardiovascular complications of cancer therapy: incidence, pathogenesis, diagnosis, and management. J Am Coll Cardiol. 2009;53(24):2231–47. doi: 10.1016/j.jacc.2009.02.050.
  40. Martin JF, Greaves M. Vincristine inhibits the synthesis of malondialdehyde by human platelets in vitro. Cancer. 1982;49(4):665–8. doi: 10.1002/1097-0142(19820215)49:4<665::aid-cncr2820490413>3.0.co;2-y.
  41. Lee JJ, Yu JY, Lee JH, et al. The protective effects of paclitaxel on platelet aggregation through the inhibition of thromboxane A2 synthase. Arch Pharm Res. 2010;33(3):387–94. doi: 10.1007/s12272-010-0307-1.
  42. Ермакова Н.П., Михайлова Л.М., Трифонов А.И. и др. Влияние терафтала и бинарной каталитической системы «Терафтал+аскорбиновая кислота» на артериальное давление. Российский биотерапевтический журнал. 2006;5(1):14.
    [Ermakova NP, Mikhailova LM, Trifonov AI, et al. Effect of teraphtal and binary catalytic system “Teraphtal+ascorbic acid” on blood pressure. Rossiiskii bioterapevticheskii zhurnal. 2006;5(1):14. (In Russ)]
  43. Маджуга А.В., Ермакова Н.П., Членова Е.Л. и др. Влияние терафтала-лио на гемостаз животных. Вопросы онкологии. 2001;47(6):715–7.
    [Madzhuga AV, Ermakova NP, Chlenova EL, et al. Effect of teraphtal-lio on animals’ hemostasis. Voprosy onkologii. 2001;47(6):715–7. (In Russ)]
  44. Манзюк Л.В., Бредер В.В., Гершанович М.Л. и др. Результаты I-II фазы клинических испытаний каталитической системы «Терафтал+аскорбиновая кислота». Российский биотерапевтический журнал 2005;4(1):105–7.
    [Manzyuk LV, Breder VV, Gershanovich ML, et al. Results of Phase I-II clinical trials of catalytic system “Teraphtal+ascorbic acid”. Rossiiskii bioterapevticheskii zhurnal. 2005;4(1):105–7. (In Russ)]
  45. Mingone CJ, Gupte SA, Chow JL, et al. Protoporphyrin IX generation from delta-aminolevulinic acid elicits pulmonary artery relaxation and soluble guanylate cyclase activation. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2006;291(3):L337–44. doi: 10.1152/ajplung.00482.2005.
  46. Sharina I, Sobolevsky M, Doursout MF, et al. Coinamides are novel coactivators of oxide receptor that target soluble guanylyl cyclase catalytic domain. J Pharmacol Exp Ther 2012;340(3):723–32. doi: 10.1124/jpet.111.186957.
  47. Martin E, Sharina I, Liang YY, Doursout MF. Corrin-mediated activation of nitric oxide receptor and its cardiovascular consequences. Circulation. 2009;120:S1072. Abstract 5218.
  48. Чирков Ю.Ю., Тыщук И.А., Белушкина Н.Н., Северина И.С. Гуанилатциклаза тромбоцитов крови человека. Биохимия. 1987;52(6):956–63.
    [Chirkov YuYu, Tyshchuk IA, Belushkina NN, Severina IS. Guanylyl cyclase of human platelets. Biokhimiya. 1987;52(6):956–63. (In Russ)]
  49. Garbers DL, Murad F. Guanylate cyclase assay methods. Adv Cyclic Nucleotide Res. 1979;10:57–67.
  50. Born GVR. Aggregation of blood platelets by adenosine diphosphate and its reversal. Nature. 1962;194(4832):927–9. doi: 10.1038/194927b0.
  51. Bellamy TC, Garthwaite J. The receptor-like properties of nitric oxide-activated soluble guanylyl cyclase in intact cells. Mol Cell Biochem. 2002;230(1–2):165–76.
  52. Gibb B, Wykes V, Garthwaite J. Properties of NO-activaed guanylyl cyclases expressed in cells. Br J Pharmacol. 2003;139(5):1032–40. doi: 10.1038/sj.bjp.0705318.
  53. Proinsias K, Gryko DT, Hisaeda Y, et al. Vitamin B12 derivatives as activators of soluble guanylyl cyclase. J Med Chem. 2012;55(20):8943–7. doi: 10.1021/jm3006959.
  54. Bindslev N. A homotropic two-state model and auto-antagonism. BMC Pharmacol. 2004;4(1):11. doi: 10.1186/1471-2210-4-11.
  55. Ignarro LJ, Wood KS, Wolin MS. Activation of purified soluble guanylate cyclase by protoporphyrin IX. Proc Natl Acad Sci USA. 1982;9:2870–3. doi: 10.1073/pnas.79.9.2870.
  56. Ko FN, Wu CC, Kuo SC, et al. YC-1, a novel activator of platelet guanylate cyclase. Blood. 1994;84(12):4226–33.
  57. Chun YS, Yeo EJ, Park JW. Versatile pharmacological actions of YC-1: anti-platelet to anticancer. Cancer Lett. 2004;207(1):1–7. doi: 10.1016/j.canlet.2004.01.005.
  58. Rapoport RM, Murad F. Agonist-induced endothelium-dependent relaxation in rat thoracic aorta may be mediated through cGMP. Circ Res. 1983;52(3):352–7. doi: 10.1161/01.res.52.3.352.
  59. Herman MA, Webber J, Fromm D, Kessel D. Hemodynamic effects of 5-aminolevulinic acid in humans. J Photochem Photobiol B. 1998;43(1):61–5. doi: 10.1016/s1011-1344(98)00086-4.
  60. Chung IW, Eljamel S. Risk factors for developing oral 5-aminolevulinic acid-induced side effects in patients undergoing fluorescence guided resection. Photodiagn Photodyn Ther. 2013;10(4):362–7. doi: 10.1016/j.pdpdt.2013.03.007.
  61. Rothermund L, Friebe A, Paul M, et al. Acute blood pressure effects of YC-1-induced activation of soluble guanylyl cyclase in normotensive and hypertensive rats. Br J Pharmacol. 2000;130(2):205–8. doi: 10.1038/sj.bjp.0703320.
  62. Friebe A, Mullershausen F, Smolenski A, et al. YC-1 potentiates nitric oxide- and carbon monoxide-induced cyclic GMP effects in human platelets. Mol Pharmacol. 1998;54(6):962–7.
  63. Severina IS. Nitric oxide. Potentiation of NO-dependent activation of soluble guanylate cyclase – (patho)physiological and pharmacotherapeutical significance. Biomed Khim. 2007;53(4):385–99.
  64. Герасимова Г.К., Якубовская Р.И., Панкратов А.А. и др. Бинарная каталитическая терапия — новый подход к лечению злокачественных опухолей. Результаты доклинических и клинических исследований. Российский химический журнал. 2013;LVII(2):69–82.
    [Gerasimova GK, Yakubovskaya RI, Pankratov AA, et al. Binary catalytic therapy: new approach to treatment of malignancies. Results of pre-clinical and clinical studies. Rossiiskii khimicheskii zhurnal. 2013;LVII(2):69–82. (In Russ)]
  65. Broderick KE, Singh V, Zhuang S, et al. Nitric oxide scavenging by the cobalamin precursor cobinamide. J Biol Chem. 2005;280(10):8678–85. doi: 10.1074/jbc.m410498200.
  66. Ignarro LJ. Experimental evidences of nitric oxide-dependent vasodilatory activity of nebivolol, a third-generation beta-blocker. Blood Press. 2004;13(Suppl 1):2–16. doi: 10.1080/08038020410016557.
  67. Герасимова Г.К., Сидорова Т.А., Солнцева Т.И. и др. Бинарная каталитическая терапия — новый подход к контролю роста опухолевых клеток с помощью высокореактивных радикалов кислорода. Российский биотерапевтический журнал. 2006;5(3):98–105.
    [Gerasimova GK, Sidorova TA, Solntseva TI, et al. Binary catalytic therapy – a new approach to control of malignant tumors growth by reactive oxygen species. Rossiiskii bioterapevticheskii zhurnal. 2006;5(3):98–105. (In Russ)]
  68. Rosendorff C. Beta-blocking agents with vasodilator activity (Short Survey). J Hypertens. 1993;11(Suppl 4):S37–40. doi: 10.1097/00004872-199306003-00009.
  69. Seitz S, Wegener JW, Rupp J, et al. Involvement of K(+) channels in the relaxant effects of YC-1 in vascular smooth muscle. Eur J Pharmacol. 1999;382(1):11–8. doi: 10.1016/s0014-2999(99)00574-9.
  70. Boerrigter G, Burnett JC Jr. Nitric oxide-independent stimulation of soluble guanylate cyclase with BAY 41-2272 in cardiovascular disease. Cardiovasc Drug Rev. 2007;25(1):30–45. doi: 10.1111/j.1527-3466.2007.00003.x.
  71. Hardman JG, Davis JW, Sutherland EW. Effects of some hormonal and other factors on the excretion of guanosine 3¢,5¢-monophosphate and adenosine 3¢,5¢-monophosphate in rat urine. J Biol Chem. 1969;244(23):6354–62.
  72. Silva BR, Pernomian L, Grando MD, Bendhack LM. Phenylephrine activates eNOS Ser 1177 phosphorylation and nitric oxide signaling in renal hypertensive rat aorta. Eur J Pharmacol. 2014;738:192–9. doi: 10.1016/j.ejphar.2014.05.040.
  73. Hilgers RHP, Oparil S, Wouters W, Coelingh Bennink HJT. Vasorelaxing effects of estetrol in rat arteries. J Endocrinol. 2012;215(1):97–106. doi: 10.1530/JOE-12-0009.
  74. Nossaman B, Pankey E, Kadowitz P. Stimulators and activators of soluble guanylate cyclase: review and potential therapeutic indications. Crit Care Res Pract. 2012;2012:290805. doi: 10.1155/2012/290805.
  75. Mellion BT, Ignarro LJ, Ohlstein EH, et al. Evidence for the inhibitory role of guanosine 3¢,5¢-monophosphate in ADP-induced human platelet aggregation in the presence of nitric oxide and related vasodilators. Blood. 1981;57(5):946–55.
  76. Gachet C. P2 receptors, platelet function and pharmacological implications. Thromb Haemost. 2008;99(3):466–72. doi: 10.1160/TH07-11-0673.
  77. Roger S, Badier-Commander C, Paysant J, et al. The anti-aggregating effect of BAY 41-2272, a stimulator of soluble guanylyl cyclase, requires the presence of nitric oxide. Br J Pharmacol. 2010;161(5):1044–58. doi: 10.1111/j.1476-5381.2010.00943.x.