Цитотоксичность митоксантрона, паклитаксела и топотекана была изучена на мышиных клетках ЕМТ6 и клетках человека MGH-U1. Оказалось, что цитотоксичность всех трех агентов уменьшалась при рН 6,5 по сравнению с рН 7,4. Комбинированное применение препаратов с модификаторами внутриклеточного рН снижало их цитотоксичность при физиологических условиях и низком рНе. Установлено также, что при внутриклеточном подкислении клетки накапливаются в фазе G1, в которой они могут быть более резистентны к действию изученных препаратов.

A. Gabr и соавт. изучали действие камптотецина — ингибитора топоизомеразы I — и его водорастворимого производного топотекана на клетках лейкемии L1210. Отмечено возрастание в 5 раз накопления камптотецина в клетках при снижении рН инкубационной среды до 6,0 и топотекана — в 3 раза до рН 6,4. В то же время накопление еще одного ингибитора топоизомеразы I — этопозида не зависело от рН среды. Примечательны результаты опытов in vivo, в которых мышам с перевивной опухолью RIF-1 вводили метаиодобензилгуанидин и раствор глюкозы, что способствует снижению рН опухоли. Оказалось, что в этих условиях существенно возрастал цитотоксический эффект камптотецина.

Известно два аналога камптотецина, а именно топотекан и иринотекан, которые продемонстрировали значительную противоопухолевую активность при клиническом применении. Их активность лимитируется лабильностью Е-кольца лактона в молекуле камптотецина, которое образует неактивную гидроксикислоту при физиологическом рН. Реакция возобновляется при кислом рН, что дает возможность получить селективный эффект благодаря внеклеточному низкому рН опухолей на фоне нормального внутриклеточного рН. Были предложены аналоги камптотецина, которые испытаны на клеточных линиях рака грудной железы человека, адаптированных к росту in vitro при кислом рН, против таких же клеточных линий, которые росли при физиологическом рН. Оказалось, что при кислых рН аналоги камптотецина обладали наибольшим цитотоксическим эффектом. Обнаружено также, что повреждения ДНК более быстро индуцировались при кислом рН.

Как упоминалось выше, пассивная диффузия лекарств в клетку возникает главным образом тогда, когда они находятся в незаряженном состоянии. Поэтому клеточное усвоение препаратов с кислыми или щелочными (основными) группами зависит от рНе, тогда как перемещение лекарств в заряженной форме внутри клетки зависит от внутриклеточного рН. Препараты, проявляющие свойства щелочи, — доксорубицин, митоксантрон, винбластин — снижают цитостатический эффект при низком рНе из-за уменьшения накопления препарата в клетках. Пассивное клеточное усвоение лекарств, проявляющих свойства кислоты, таких, как хлорамбуцил и мелфалан, увеличивается при снижении рНе. Однако низкий рН может нарушать энергетическизави-симое клеточное усвоение «кислых» лекарств, например мето-трексат.

P. Wong и соавт. исследовали вещества карипорид и S3705, блокирующие Na+/H+-aHranopT и №+-зависимый Сl/НСО3-обменник соответственно, что приводит к внутриклеточному подкислению. Показано, что они тормозили рост клеток опухолей молочной железы человека и мыши при рН 7,0—6,8, но были нетоксичны для клеток в дозах, в которых ингибировали регуляцию рН,. Развивая эти исследования, авторы предположили, что снижение внутриклеточного рН может быть стратегическим подходом к усилению цитотоксического эффекта ряда препаратов, являющихся рН-зависимыми, в частности мелфалана. В «кислой» внеклеточной среде солидных опухолей регуляторы внутриклеточного рН могут вызвать селективный для опухоли внутриклеточный ацидоз, сенсибилизируя опухолевые клетки к ряду цитостатиков. Следует заметить, что ожидаемые эффекты будут относительно специфичны для опухоли из-за особенностей микроокружения.

Интересное и полезное обобщение наших представлений о регуляции внутриклеточного рН и значении механизмов, обеспечивающих поддержание нейтрального рН внутри опухолевой клетки, для противоопухолевой терапии сделали недавно L.E. Gerweck и соавт., много лет изучавшие эту проблему. Четко показано, что препараты со слабокислыми свойствами, которые относительно жирорастворимы в неионизированном состоянии, могут свободно диффундировать через клеточную мембрану и после проникновения в клетку в относительно щелочном внутриклеточном компартменте захватываться и аккумулироваться в клетках, обусловливая появление существенного различия по внутри- и внеклеточному распределению лекарства. Неоспоримо доказано, что опухоли характеризуются существенно сниженным внеклеточным рН по сравнению с нормальными тканями, тогда как внутриклеточный рН обеих тканей одинаков. Как следствие между этими тканями возникают значительные различия по внутри- и внеклеточному градиенту рН.

Это дает возможность предположить, что различия по градиенту рН могут быть использованы при воздействии на опухоль «слабокислыми» лекарствами, которые являются мембранопроницаемыми в незаряженном состоянии. В кислом внеклеточном окружении неионизированная фракция препарата со свойствами слабой кислоты будет накапливаться и приводить к проникновению большего количества препарата через клеточную мембрану в относительно щелочное внутриклеточное пространство, где ионизированная фракция будет возрастать, приводя к повышению внутриклеточной концентрации препарата.

Показано, что возрастание градиента рНе/рHi, получаемое с помощью глюкозной нагрузки, увеличивает отношение внутриклеточной концентрации хлорамбуцила (слабой кислоты) к его внеклеточной концентрации по сравнению с таковой доксорубицина (слабой щелочи) в 2,3 раза, что сопровождалось усилением противоопухолевого эффекта хлорамбуцила по отношению к мелкоклеточному раку легкого человека 54А, растущему у «голых» мышей.

- Читать далее "Селективное подщелачивание опухоли - как перспективный метод лечения"