Введение

Антрациклины – это класс препаратов, используемых в химиотерапии рака, которые получают из бактерий рода Streptomyces. Эти соединения применяются для лечения многих видов рака, включая лейкемии, лимфомы, рак молочной железы, желудка, матки, яичников, мочевого пузыря и легких. Первым открытым антрациклином был даунорубицин (торговое название Дауномицин), который естественным образом продуцируется видом Streptomyces peucetius, относящимся к типу Actinomycetota. Клинически наиболее значимыми антрациклинами являются доксорубицин, даунорубицин, эпирубицин и идарубицин. Их основным побочным эффектом является кардиотоксичность, что существенно ограничивает их применение. Использование антрациклинов также значительно связано с развитием тяжелой или фебрильной нейтропении в первом цикле лечения. Другие побочные эффекты включают рвоту. Препараты действуют главным образом путем интеркаляции в ДНК и нарушения метаболизма ДНК и синтеза РНК. Цитотоксичность в основном обусловлена ингибированием топоизомеразы II после того, как фермент вызывает разрыв цепи ДНК, предотвращая её религацию и приводя к гибели клеток. Базовая структура антрациклинов представляет собой тетрациклическую молекулу с антрахиноновым ядром, соединенным с сахарным фрагментом посредством гликозидной связи. Попадая в клетку, четырехкольцевая структура интеркалирует между парами оснований ДНК, в то время как сахар располагается в малой бороздке и взаимодействует с соседними парами оснований.

История

Даунорубицин – это краснопигментированный препарат, который был открыт в начале 1960-х годов. Он был выделен из штамма Streptomyces peucetius Ди Марко и его коллегами, работавшими в Farmitalia Research Laboratories в Италии, которые назвали его дауномицином. Примерно в то же время Дубост и его коллеги во Франции также открыли это соединение и назвали его рубидомицином. В качестве международного наименования был принят даунорубицин. Первые антрациклины оказались настолько эффективными, что для поиска соединений с улучшенными терапевтическими свойствами были синтезированы тысячи аналогов. Только эпирубицин и идарубицин получили широкое применение во всем мире. Эпирубицин обладает сходной активностью с доксорубицином, но вызывает меньше кардиотоксических побочных эффектов. Идарубицин является жирорастворимым производным даунорубицина и обладает пероральной биодоступностью. Несколько исследовательских групп сосредоточились на создании соединений, сохраняющих полициклический ароматический хромофор антрациклинов (способствуя интеркаляции в ДНК) и заменяющих сахарный остаток простыми боковыми цепями. Это привело к идентификации митоксантрона, который классифицируется как антрацендион и используется в клинике для лечения различных онкологических заболеваний. Показано, что дизахаридные аналоги сохраняют противораковую активность, и их механизм действия продолжает изучаться. Несмотря на то, что с момента открытия антрациклинов прошло 50 лет, и несмотря на недавние успехи в разработке таргетной терапии рака, около 32% пациенток с раком молочной железы, 57–70% пожилых пациентов с лимфомой и 50–60% детей с онкологическими заболеваниями лечатся антрациклинами. Некоторые виды рака выигрывают от неоадъювантной терапии на основе антрациклинов, в том числе тройной негативный рак молочной железы, который плохо поддается таргетной терапии из-за отсутствия доступных мишеней. По сравнению с пациентками с не-тройным негативным раком молочной железы, пациентки с тройным негативным раком молочной железы демонстрируют более высокую частоту ответа и более высокую частоту патологического ответа на терапию антрациклинами, что является показателем прогноза улучшения долгосрочных результатов.

Механизм действия

Антрациклины широко изучались в отношении их взаимодействия с клеточными компонентами и влияния на клеточные процессы. Это включает исследования на культивируемых клетках и в цельных организмах животных. В научной литературе задокументировано множество взаимодействий лекарственных средств с клетками, которые варьируются в зависимости от свойств клеток-мишеней, дозы препарата и образующихся промежуточных метаболитов. Поскольку могут наблюдаться артефактные механизмы действия, наиболее важными являются следующие механизмы, проявляющиеся при клинически релевантных концентрациях препарата.

Интеркаляция ДНК

Антрациклины легко поглощаются клетками и локализуются в ядре. Хромофорная часть антрациклинов обладает интеркалирующей способностью и внедряется между соседними парами оснований ДНК. Это повреждение ДНК, опосредованное топоизомеразой II, впоследствии приводит к остановке роста и активирует механизмы репарации ДНК. В случае неэффективности процесса восстановления, повреждения запускают запрограммированную клеточную гибель. Кроме того, доступность внутриклеточного железа катализирует окислительно-восстановительные реакции и дополнительно генерирует активные формы кислорода (АФК). Введение внеклеточного формальдегида с использованием пролекарств, высвобождающих формальдегид, может способствовать образованию ковалентных аддуктов ДНК. Показано, что такие аддукты блокируют GpC-специфичные факторы транскрипции и индуцируют апоптоз.