Введение
Гипоксия опухоли – это состояние, при котором опухолевые клетки лишены кислорода. По мере роста опухоль быстро опережает развитие своей системы кровоснабжения, в результате чего в некоторых ее частях концентрация кислорода значительно ниже, чем в здоровых тканях. Гипоксическая микросреда в солидных опухолях возникает из-за того, что доступный кислород потребляется в пределах 70–150 мкм от сосудов опухоли быстро пролиферирующими опухолевыми клетками, что ограничивает количество кислорода, доступного для диффузии вглубь опухолевой ткани. Для поддержания непрерывного роста и пролиферации в сложных гипоксических условиях раковые клетки изменяют свой метаболизм. Кроме того, известно, что гипоксия влияет на поведение клеток и связана с ремоделированием внеклеточного матрикса, а также с усилением миграционной и метастатической активности.
Tumor hypoxia is the situation where tumor cells have been deprived of oxygen. As a tumor grows, it rapidly outgrows its blood supply, leaving portions of the tumor with regions where the oxygen concentration is significantly lower than in healthy tissues. Hypoxic microenvironments in solid tumors are a result of available oxygen being consumed within 70 to 150 μm of tumor vasculature by rapidly proliferating tumor cells thus limiting the amount of oxygen available to diffuse further into the tumor tissue. In order to support continuous growth and proliferation in challenging hypoxic environments, cancer cells are found to alter their metabolism. Furthermore, hypoxia is known to change cell behavior and is associated with extracellular matrix remodeling and increased migratory and metastatic behavior.
Изменения в гликолитическом пути
Особое изменение метаболизма, исторически известное как эффект Варбурга, приводит к высокой скорости гликолиза как в нормоксических, так и в гипоксических раковых клетках. Экспрессия генов, ответственных за гликолитические ферменты и транспортеры глюкозы, повышается под воздействием многочисленных онкогенов, включая RAS, SRC и MYC.
Изменения экспрессии генов, вызванные HIF-1
Во время прогрессирования рака опухолевые клетки приобретают комплексную метаболическую перепрограммировку, а гипоксия тканей является характерной особенностью солидных опухолей, приводящей к адаптивным изменениям клеточного метаболизма. Индуцируемый гипоксией фактор 1α (HIF 1α) является ключевым кислород-зависимым транскрипционным активатором, играющим фундаментальную роль в адаптации опухолевых клеток к гипоксии путем повышения экспрессии целевых генов, связанных с множеством биологических процессов, включая выживание клеток, пролиферацию, ангиогенез и антиапоптоз. Значительная экспрессия HIF1A наблюдалась в большинстве исследованных солидных опухолей, в том числе раке желудка и толстой кишки. К этим генам относятся: переносчик растворенных веществ семейства 2 (GLUT1), гексокиназа (HK), фосфоглюкозоизомераза (PGI), фосфофруктокиназа (PFKL), фруктозобисфосфатальдолаза (ALDO), глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа (GAPDH), фосфоглицераткиназа (PGK), фосфоглицератмутаза (PGM), энолаза 1 (ENOA), пируваткиназа (PK), пируватдегидрогеназа киназа, изофермент 1 (PDK1) и лактатдегидрогеназа А (LDH A). Помимо изменений концентрации кислорода, связанных с гипоксической микросредой, градиенты концентрации глюкозы, наблюдаемые в опухолях, также влияют на скорость аэробного и анаэробного гликолиза. Углеводный ответный элемент (ChoRE) отвечает за регуляцию экспрессии генов гликолитических ферментов в ответ на изменение концентрации глюкозы посредством связывающего взаимодействия с той же консенсусной последовательностью, что и HIF 1. Взаимодействие HIF 1 и ChoRE с последовательностью ДНК 5’ RCGTG 3’ приводит к увеличению экспрессии вышеперечисленных генов.
Экспрессия переносчика GLUT1
GLUT1 является членом семейства транспортеров GLUT, включающего 14 транспортеров гексоз, ответственных за облегчение транспорта гексозных сахаров по градиенту концентрации. GLUT1 – наиболее экспрессируемый представитель этого семейства, обеспечивающий базовый транспорт глюкозы почти во всех типах клеток. Показано, что уровень GLUT1 повышается в ответ на гипоксические условия, что сопровождается изменениями на уровнях мРНК и белка. Более того, транспорт GLUT1 также увеличивается при гипоксии. Благодаря своей роли в транспорте сахаров из внеклеточной в внутриклеточную среду, GLUT1, наряду с другими членами семейства GLUT, может быть лимитирующим фактором для клеточного гликолитического метаболизма. Повышенный уровень GLUT1 в гипоксических опухолях увеличивает поступление глюкозы в клетки, что приводит к ускорению гликолиза и, как следствие, повышает риск метастазирования (как будет описано ниже).
Экспрессия гексокиназы 2
Гексокиназа (HK) — первый фермент гликолитического пути, осуществляющий превращение глюкозы в глюкозо-6-фосфат посредством АТФ-зависимого фосфорилирования. Важная для протекания гликолиза, реакция гексокиназы активирует глюкозу для последующих этапов. В гипоксических опухолях значительно увеличивается количество мРНК гексокиназы, а также уровень белка. Повышенная экспрессия гексокиназы 2, в некоторых случаях почти в 10 раз, обеспечивает усиленный поток глюкозы через гликолитический путь после увеличения её поглощения GLUT1.
Экспрессия фосфоглюкозоизомеразы
Фосфоглюкоза изомераза (PGI) – это цитозольный фермент, выполняющий функции как в гликолизе, так и в глюконеогенезе. Он катализирует взаимопревращение глюкозо-6-фосфата и фруктозо-6-фосфата. Вне клетки PGI известен как фактор аутокринной подвижности (AMF), стимулирующий митогенные, мотогенные и дифференцирующие функции, а также прогрессирование опухоли и метастазирование. Активация PGI посредством предполагаемых механизмов, индуцированных HIF-1, приводит к увеличению конверсии глюкозо-6-фосфата во фруктозо-6-фосфат и способствует подвижности и инвазии клеток при метастазировании рака.
Экспрессия 6-фосфофрукто-2-киназы/фруктозы 2,6-бисфосфатазы
Фосфофрукто-2-киназы/фруктоза-2,6-бисфосфатазы (PFKFB) относятся к семейству бифункциональных АТФ-зависимых ферментов, отвечающих за контроль уровня фруктозы-1,6-бисфосфата – промежуточного продукта гликолиза. Индуцированная HIF 1 экспрессия этих ферментов (PFK 2/FBPase 2) впоследствии изменяет баланс фруктозы-2,6-бисфосфата, который играет важную роль в качестве аллостерического активатора фосфофруктокиназы 1 (PFK 1). PFK 1 – это фермент, контролирующий один из ключевых этапов гликолиза. Регуляция PFK 1 также опосредована состоянием энергетического обмена в клетке, вследствие ингибирующего действия АТФ. Повышенное содержание фруктозы-2,6-бисфосфата в раковых клетках, обусловленное экспрессией HIF 1 PFK 2/FBPase 2, таким образом активирует PFK 1, обеспечивая увеличение гликолитического потока при преобразовании фруктозы-6-фосфата в фруктозу-1,6-бисфосфат. Аллостерическая регуляция гликолиза фруктозой-2,6-бисфосфатом позволяет раковым клеткам поддерживать гликолитический баланс, соответствующий их биоэнергетическим и биосинтетическим потребностям.
Экспрессия фруктоза-1,6-бисфосфаталдолазы
Фруктоза-1,6-бисфосфат-альдолаза (ALDO) принадлежит к семейству, включающему альдолазы A, B и C. Уникальным образом в гликолизе, ферменты альдолазы расщепляют фруктозу-1,6-бисфосфат на две 3-углеродные молекулы, включая глицеральдегид-3-фосфат (GAP) и дигидроксиацетонфосфат (DHAP). HIF-1-опосредованная экспрессия альдолазы A в условиях гипоксии усиливает катализ фруктозы-2,6-бисфосфата до глицеральдегид-3-фосфата и дигидроксиацетонфосфата, что приводит к увеличению гликолитического потока.
экспрессия глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы
Гликолитический фермент, глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа (GAPDH), отвечает за окислительное превращение глицеральдегид-3-фосфата (GADP) в 1,3-бисфосфоглицерат (1,3BPG). Повышение регуляции экспрессии глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы максимально (в 4-5 раз) наблюдается после 24-часового воздействия гипоксических условий на сосудистые эндотелиальные клетки. Были предложены различные модели, объясняющие точные механизмы активации глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы.
Экспрессия фосфоглицераткиназы 1
Было показано, что гипоксия вызывает 10-кратное накопление мРНК фосфоглицераткиназы 1 (PGK 1) в клетках гепатомы мыши (Hepa 1c1c7). Фосфоглицераткиназа 1 – это фермент, участвующий в превращении 1,3-бисфосфоглицерата (1,3 BPG) в 3-фосфоглицерат (3 P G), что приводит к образованию АТФ из АДФ. Считается, что индукция экспрессии гена HIF 1 зависит от присутствия ароматического углеводородного рецептора ядерного транслокатора (ARNT1). N-концевой участок Arnt и HIF 1 предположительно работают совместно, индуцируя транскрипцию фосфоглицераткиназы 1.
Экспрессия фосфоглицерат-мутазы
Фосфоглицерат мутаза B (PGM B) — один из поздних гликолитических ферментов, отвечающий за превращение 3-фосфоглицерата (3PG) в 2-фосфоглицерат (2PG). Исследования, в которых фибробласты легких плодов крыс подвергались воздействию гипоксических условий, показали увеличение уровней как белка, так и мРНК в 2-3 раза. Повышение уровней, по-видимому, регулируется на транскрипционном уровне, как и у многих других гликолитических ферментов. Максимальное повышение регуляции наблюдалось через 16 часов, что подтверждает его роль в увеличении гликолитического потока для адаптации клеток к гипоксии.
Энолаза 1
Энолаза 1, также известная как α-энолаза, кодируется геном ENOA и отвечает за превращение 2-фосфоглицерата в фосфоенолпируват в гликолитическом пути. Как повышенная экспрессия энолазы 1, так и ее посттрансляционные модификации могут представлять ценность для диагностики и прогноза рака. Хотя точные механизмы действия посттрансляционных модификаций еще не полностью выяснены, наблюдаются закономерности между определенными типами раковых клеток, указывающие на возможное значительное влияние на функцию, локализацию и иммуногенность. Помимо своей роли в усилении гликолитического потока и анаэробного производства энергии, было показано, что она индуцирует специфический гуморальный и клеточный иммунный ответ. В целом, повышенная экспрессия энолазы 1, индуцированная гипоксией, может играть важную роль в гипоксических опухолях, включая наиболее очевидное увеличение анаэробного дыхания.
Экспрессия пируваткиназы
HIF 1-активированная пируваткиназа M существует в нескольких изоформах, известных как PKM1 и PKM2. Пируваткиназа катализирует превращение фосфоенолпирувата в пируват, образуя АТФ из АДФ. Наряду с фосфофруктокиназой 1, пируваткиназа также аллостерически активируется фруктозой-2,6-бисфосфатом. В раковых клетках пируваткиназа M2 напрямую взаимодействует с HIF 1α, усиливая связывание HIF 1 и рекрутинг p300 к элементам гипоксического ответа. Этот механизм положительной обратной связи приводит к трансактивации HIF 1 и усилению влияния на метаболизм глюкозы. Пируваткиназа M2 часто рассматривается как ключевой регулятор метаболизма рака, участвуя в различных параллельных, прямых, положительных и отрицательных механизмах обратной связи. Генетическое различие между пируваткиназой M1 и пируваткиназой M2 составляет всего 22 из 531 аминокислот, что имеет огромное значение. Метаболическая активность пируваткиназы M2 регулируется посттрансляционными модификациями, включая ацетилирование, окисление, фосфорилирование, гидроксилирование и сумоилирование. Эти различные модификации могут вызывать переход от метаболически активной тетрамерной формы к неактивной мономерной форме. Хорошо известный EGFR-активированный внеклеточный сигнально-регулируемый киназа 2 (ERK2) и протеинкиназа, связанная с гибелью клеток, связываются и непосредственно фосфорилируют пируваткиназу M2, что приводит к увеличению активности пути гликолиза. В условиях гипоксии, характерных для солидных опухолей, пируваткиназа M2 играет важную роль в стимулировании анаэробного производства энергии.
экспрессия пируват-дегидрогеназокиназы
Пируватдегидрогеназа непосредственно следует за гликолитическим путем и отвечает за превращение пирувата в ацетил-КоА, который поступает в цикл ТСА. Цикл ТСА, хотя и не требует кислорода напрямую, нуждается в регенерации NAD+ из NADH, что обеспечивается цепью переноса электронов в аэробных условиях. В анаэробных условиях, таких как наблюдаемые в гипоксических опухолях, цикл ТСА дает незначительный выход АТФ из-за отсутствия функционирующей цепи переноса электронов. Чтобы направить пируват, образовавшийся в результате гликолиза, в обход цикла ТСА, пируватдегидрогеназная киназа сверхэкспрессируется в ответ на гипоксию. Пируватдегидрогеназная киназа не является гликолитическим ферментом, а скорее регулятором гликолиза. Пируватдегидрогеназные киназы, транскрипционно активируемые HIF-1 в условиях гипоксии, отвечают за фосфорилирование субъединицы E1 пируватдегидрогеназы, что в конечном итоге подавляет ее активность. Ингибируя этот конкретный путь, продукты гликолиза направляются от митохондриального цикла ТСА к лактатдегидрогеназе.
Экспрессия лактатдегидрогеназы
Активная экспрессия лактатдегидрогеназы А (LDH A) происходит параллельно с деактивацией пируватдегидрогеназы, опосредованной пируватдегидрогеназокиназой. Последующая инактивация пируватдегидрогеназы в результате фосфорилирования и повышенная экспрессия лактатдегидрогеназы А направляют пируват в обход митохондриального цикла Кребса. Во многих различных типах опухолей лактатдегидрогеназа А обнаруживается в повышенных уровнях и даже связана с плохим прогнозом и большей метастатической способностью. Высокие уровни продукции лактата ставят вопрос о том, оказывает ли лактат какое-либо влияние на агрессивное поведение, наблюдаемое в гипоксических опухолях.
Обзор гликолитических изменений и последствий
Увеличение экспрессии почти всех гликолитических ферментов наблюдается в условиях гипоксии опухоли. Переэкспрессия этих белков опосредована HIF-1 и полностью меняет нормальный клеточный метаболизм. С уменьшением скорости митохондриального окисления начинают накапливаться лактат и протоны. Высокий уровень гликолиза и продукции лактата, наблюдаемый в гипоксических опухолевых клетках, является отличительной чертой раковых клеток даже в присутствии кислорода. Для облегчения ацидоза опухолевых клеток углеродные ангидразы вновь начинают высоко экспрессироваться под влиянием активации HIF-1. Эти ферменты катализируют обратимую гидратацию углекислого газа в бикарбонат и протоны, а также способствуют подкислению внеклеточной среды и поддержанию слегка щелочного внутриклеточного компартмента, что способствует выживанию опухолевых клеток. Лактат из гипоксических опухолевых клеток выводится в окружающую среду посредством углеродной ангидразы 9 и натриево-водородного транспортера 1 (MCT4). Считается, что местные аэробные раковые клетки поглощают этот лактат, формируя метаболический симбиоз.
Лактат и рак
Обычно принято считать, что раковые клетки (как гипоксические, так и нормоксические) производят большое количество лактата в результате значительного метаболического сдвига от окислительного фосфорилирования к измененному гликолизу. Высокие уровни выделяемого лактата способствуют иммунному уклонению опухолевых клеток. Активированные Т-клетки используют гликолиз в качестве источника энергии и, следовательно, должны регулировать собственный уровень лактата. Традиционно это осуществляется путем секреции, однако в среде, богатой лактатом, иммунные клетки не могут избавиться от собственного лактата из-за градиента концентрации. Предполагается, что лейкоциты могут испытывать асфиксию из-за лактата, а низкий внеклеточный pH также может снижать функцию цитотоксических Т-клеток. В эндотелиальных клетках также показано, что лактат стимулирует выработку сосудистого эндотелиального фактора роста (VEGF), что приводит к усилению клеточной миграции в результате лактат-индуцированного ангиогенеза. Недавние исследования также показали, что поглощение лактата MCT1 в эндотелиальных клетках стимулирует активацию NF κB и, следовательно, экспрессию IL-8. Выделение лактата опухолевыми клетками через MCT4 было достаточным для стимуляции ангиогенеза и роста опухоли посредством IL-8-зависимого механизма. Лактат продемонстрировал способность увеличивать выработку гиалуроновой кислоты, что приводит к повышенной экспрессии CD44. Гиалуроновая кислота является полимером гликозаминогликана, критически важным для поддержания целостности внеклеточного матрикса и модуляции клеточных взаимодействий. Гиалуроновая кислота связана с клеточной поверхностью посредством CD44, которые закреплены в липидных плотах, богатых кавеолином. Расщепление и дальнейшая деградация гиалуроновой кислоты облегчаются Hyal2 и Hyal1 соответственно. Повышенный уровень гиалуроновой кислоты, окружающий карциномы, способствует росту и подвижности клеток. Был идентифицирован лактаточувствительный элемент ответа для генов фибробластов, участвующих в метаболизме гиалуроновой кислоты. Наконец, стоит отметить, что концентрации лактата положительно коррелируют с радиорезистентностью. Многие противораковые терапии, включая ионизирующее излучение и многие химиотерапевтические препараты, полагаются на избыточное производство реактивных видов кислорода для вызывания геномной нестабильности. Лактат, как антиоксидант, может снижать уровень реактивных видов кислорода, тем самым повышая устойчивость к облучению и химиотерапии.
Кислотная микросреда и метастазы
Считается, что низкий pH гипоксических опухолей, вызванный высоким уровнем молочной кислоты, может способствовать инвазии опухолевых клеток путем разрушения прилегающих нераковых тканей. Углеродная ангидраза 9, участвующая в поддержании слабощелочного внутриклеточного pH, осуществляет это посредством удаления карбоната из внеклеточного пространства, что приводит к подкислению окружающей среды клеток. Более того, выкачивание протонов из гипоксических опухолевых клеток дополнительно снижает pH в окружающей среде. Совершенно отдельно, как было кратко упомянуто выше, аутокринная функция фосфоглюкозоизомеразы также стимулирует подвижность клеток и метастазирование.
Метаболический симбиоз
Поскольку гипоксические опухолевые клетки потребляют большое количество глюкозы для поддержания энергетического гомеостаза, опухоль нашла способ наиболее эффективно использовать свои ресурсы. Конечный продукт гликолиза гипоксических опухолей, лактат, транспортируется из гипоксической клетки монокарбоксилатным транспортером 4 (MCT4), который является транспортером, индуцированным гипоксией. Свободный лактат во внеклеточном пространстве затем поглощается монокарбоксилатным транспортером 1 (MCT1) – транспортером, не индуцированным гипоксией, который находится на поверхности аэробных клеток. Этот транспортер позволяет аэробным раковым клеткам эффективно поглощать лактат, преобразовывать его обратно в пируват при помощи кислородозависимой экспрессии лактатдегидрогеназы B (LDH B) и использовать его в качестве источника энергии. Это освобождает эти клетки от необходимости потреблять большие количества глюкозы, позволяя гипоксическим клеткам использовать большую часть доступных ресурсов. Опухолевые клетки также продемонстрировали замечательную способность адаптироваться к региональным изменениям доступности кислорода. Раковые клетки способны переключаться между гипоксическим и аэробным состояниями. Это свидетельствует о циклических изменениях в оксигенации, указывающих на динамическую регуляцию метаболического симбиоза между производством и потреблением лактата.
Пентазофосфатный путь
Чтобы удовлетворить потребности быстрого роста опухоли, ей необходимо найти способы поддерживать синтез полноценной дочерней клетки в условиях истощения запасов питательных веществ. Для этого опухоль должна координировать производство прекурсоров для синтеза макромолекул, а также поддерживать клеточную биоэнергетику, не нарушая рост, пролиферацию и жизнеспособность клеток. Один из способов достижения этого – перенаправление гликолитических промежуточных продуктов, таких как глюкозо-6-фосфат, в пентозофосфатный путь для получения рибозо-5-фосфата и НАДФН. Рибозо-5-фосфат служит промежуточным продуктом для синтеза нуклеотидов, обеспечивая связь между гликолизом и синтезом нуклеотидов в гипоксических опухолевых клетках. В случаях, когда гликолиз остается высокоактивным в нормоксических условиях, НАДФН выступает медиатором антиоксидантных реакций, защищая клетки от окислительного повреждения.
Радиотерапия
Наличие или отсутствие кислорода оказывает сильное влияние на ионизирующее излучение, вызывая гибель клеток опухоли и нормальных клеток. Это называется кислородным эффектом. В условиях гипоксии было показано, что клетки приобретают радиорезистентность посредством механизмов, опосредованных HIF-1. Для преодоления этой проблемы онкологи-радиотерапевты разработали мощные инструменты и подходы, такие как одновременная интегрированная лучевая терапия с модуляцией интенсивности и ускоренным бустом (SIB IMRT), позволяющая доставлять бустерную дозу излучения небольшим целевым фракциям в злокачественной опухоли, гипоксически селективные цитотоксины/препараты и ингибиторы HIF-1. Кроме того, гипоксическую опухоль можно лечить с помощью ионной терапии, в частности, с использованием ионов углерода. Поскольку повреждение, наносимое ионами, является прямым, ОЭР (коэффициент усиления кислородом) равен 1, поэтому влияние кислорода не имеет значения. Важным подходом к терапии, связанной с гипоксией, является процедура, называемая дозиметрическим картированием (dose painting), при которой более высокая доза излучения направлена на гипоксические субъемы опухоли. Однако одной из основных проблем является отсутствие клинически применимого метода для выявления опухолевой гипоксии. Соответственно, оценка неинвазивных методов выявления гипоксии, таких как позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) и магнитно-резонансная томография (МРТ), является предметом интенсивных исследований на протяжении нескольких лет. ПЭТ является предпочтительным методом в клинической практике, а наиболее изученными ПЭТ-радиофармпрепаратами для визуализации опухолевой гипоксии являются 18F-FMISO, 18F-EF5, 18F-FAZA и 18F-HX4. Возможность дозиметрического картирования на основе ПЭТ, выявляющей гипоксию, уже оценивается в нескольких интервенционных клинических исследованиях.
Другие варианты лечения
Биоредуктивные пролекарства играют значительную роль в борьбе с такими клетками: они способны избирательно уничтожать кислорододефицитные опухолевые клетки, действуя как пролекарства, активируемые гипоксией. Примерами таких препаратов являются тирапазамин и эвофосфамид. Пионерские исследования опухолей в подобных условиях проводил доктор Л. Г. Грей.
Целевая гипоксия опухоли для преодоления метастазов
Связь между гипоксией опухоли и прогрессированием метастазов была продемонстрирована в многочисленных публикациях.
Разработка лекарственных средств
Для лечения опухолевой гипоксии было предпринято несколько подходов. Некоторые компании пытались разработать препараты, которые активируются в гипоксической среде (Novacea, Inc., Proacta, Inc. и Threshold Pharmaceuticals, Inc.), в то время как другие в настоящее время стремятся уменьшить гипоксию опухоли (Diffusion Pharmaceuticals, Inc. и NuvOx Pharma, LLC). Ряд компаний пытался разработать лекарственные средства, активируемые в гипоксической среде. Эти лекарственные кандидаты нацелены на уровни гипоксии, которые обычно встречаются в опухолях, но редки в нормальных тканях. Гипоксические зоны опухолей, как правило, избегают воздействия традиционных химиотерапевтических средств и в конечном итоге способствуют рецидиву заболевания. В литературе показано, что гипоксия связана с худшим прогнозом, что делает ее определяющим фактором прогрессирования рака и терапевтической чувствительности. Компании, которые разрабатывали препараты, активируемые в гипоксической среде, включали Novacea, Inc., Proacta и Threshold Pharmaceuticals. Novacea Inc. прекратила разработку своего препарата, активируемого гипоксией. Препарат PR610 от Proacta не прошел клиническое испытание I фазы из-за токсичности. Threshold Pharmaceuticals прекратила разработку пролекарства TH 302, активируемого гипоксией, после того как исследования III фазы не показали статистически значимого увеличения общей выживаемости. Ниацинамид, активная форма витамина B3, действует как химио- и радиосенсибилизатор, усиливая кровоток в опухоли и тем самым уменьшая опухолевую гипоксию. Ниацинамид также ингибирует поли(АДФ-рибозо)полимеразы (PARP 1) – ферменты, участвующие в восстановлении разрывов цепей ДНК, вызванных облучением или химиотерапией. По состоянию на август 2016 года клинические испытания по данному показанию не проводились. Другой подход к лечению опухолевой гипоксии – использование соединения, усиливающего диффузию кислорода, для реоксигенации гипоксических зон опухолей. Компания Diffusion Pharmaceuticals, разработчик соединений, усиливающих диффузию кислорода, протестировала свое ведущее соединение, транснатриевый кроцетинат (TSC), в клиническом исследовании II фазы у 59 пациентов с недавно диагностированной мультиформной глиобластомой. Результаты II фазы показали, что через 2 года были живы 36% пациентов, получавших TSC в полной дозе, по сравнению с историческими показателями выживаемости в диапазоне от 27% до 30% при стандартной терапии. Основной конечной точкой исследования была выживаемость через два года, а не общая выживаемость. Первые результаты продемонстрировали обращение опухолевой гипоксии, и исследование продолжается. Другой подход к воздействию на гипоксию заключается в использовании наночастиц, покрытых или загруженных специфическими лигандами. Хотя путь гиалуроновой кислоты-CD44 для нацеливания на рак и метастазирование рака уже исследовался ранее, Almoustafa и соавторы показали, что нацеливание на CD44-рецепторы с помощью наночастиц, покрытых гиалуроновой кислотой, снижает лекарственную устойчивость к доксорубицину по сравнению со свободным препаратом и нецелевыми наночастицами. Однако необходимо провести дополнительные доклинические исследования с использованием моделирования гипоксии in vitro и in vivo.