8.25.2.1.2 snížená enzymatická detoxikace
BLM je obecně uznávána jako nespecifická klastogenní; jeho toxicita je však vysoce selektivní pro plicní buňky. Mechanismus této plicní selektivní toxicity nebyl zcela vyřešen. Některá potenciální mechanistická vysvětlení této tkáňově selektivní toxicity zahrnují sníženou schopnost plicních buněk zahájit opravu DNA (přezkoumáno v Chen and Stubbe 2005), zvýšenou retenci BLM buď zvýšeným přílivem nebo sníženým efluxem (přezkoumáno v Chen and Stubbe 2005) nebo sníženou enzymatickou kapacitu plicních epiteliálních buněk k detoxikaci BLM. Kulminující důkazy v literatuře podporují hypotézu, že snížené hladiny bleomycin hydrolázy (BlmX, Blmh) v plicích a následně snížená enzymatická detoxikace BLM může hrát důležitou roli v akumulaci BLM a plicní toxicitě.
Blmh je cystein proteáza, která se podobá podjednotce 20S proteazomu (Joshua-Tor et al . 1995). Blmh byl poprvé objeven díky své schopnosti metabolicky inaktivovat BLM A2 na primární metabolit BLM deamido-BLM A2 (dA2), který se jeví jako jediný metabolit BLM (Schwartz et al . 1999). Blmh byl klonován a udržuje aktivitu DEAMIDÁZY BLM u více eukaryot, včetně kvasinek (Xu a Johnston 1994), králíka (Sebti a Lazo 1987; Sebti et al. 1987, 1989), rat (Takeda et al. 1996a, b) a human (Bromme et al. 1996; Ferrando a kol. 1996). Blmh účinně katalyzuje deamidaci obou izoform BLM nalezených v klinické směsi, blenoxanu A2 A B2, hydrolyzací terminálního Aminu a eliminací jednoho místa koordinace kovů (Morris et al . 1991; Sebti et al. 1987). Oba lidé (Bromme et al. 1996) a králíka (Sebti et al. 1989) blmh byly účinnější při katalyzování deamidace BLM B2 než u BLM A2. In vitro genotoxické studie prokázaly, že dA2 je významně méně aktivní při produkci jednovláknových nebo dvouvláknových štěpků pomocí fágu (Huang et al . 1981) nebo plazmidové DNA šablony (Zou et al. 2002). V souladu s těmito výsledky bylo zjištěno, že deamidovaná forma BLM je 6 – až 35krát méně účinná než mateřská sloučenina ve své schopnosti inhibovat proliferaci spinocelulárního karcinomu hlavy a krku (Lazo 1989, s. 436). Nadměrná exprese lidského Blmh v buňkách CHO také chránila buňky před GENOTOXICITOU indukovanou BLM, pravděpodobně přeměnou BLM na deamidovanou formu (Lefterov et al . 1998). In vivo injekce dA2 neprokázala plicní toxicitu prostřednictvím hladin hydroxyprolinu,což je indikátor zvýšeného kolagenu a plicní fibrózy (Lazo and Humphreys 1983). Možné vysvětlení tohoto nedostatku toxicity je, že dA2 se buď nemůže hromadit v plicních buňkách, nebo není toxický pro plicní buňky.
alespoň ve studiích na zvířatech je dobře prokázáno, že snížená aktivita Blmh významně přispívá k plicní toxicitě vyvolané BLM. Blmh knockout myši nebyly schopny generovat metabolit dA2 a byly významně náchylnější k rozvoji plicní fibrózy vyvolané BLM než jejich kontroly divokého typu (Schwartz et al . 1999). Nízká dávka BLM při 25 mg kg-1 zvýšila hladiny hydroxyprolinu o 30% u knockoutových myší, na rozdíl od beze změny u myší divokého typu. Další genetická studie, využívající rozdíly kmenů v citlivosti na BLM (C3 rezistentní na BLM, C56/Bl6 citlivý na BLM), identifikovala dva genetické lokusy, které propůjčují citlivost, označené blmpf1 a blmpf2. blmpf1 byl lokalizován na hlavní Gen histokompatibilního komplexu (MHC), zatímco druhý lokus, blmpf2, byl lokalizován na chromozom 11 a udělil specifickou citlivost na BLM (Haston et al . 2002). Autoři dospěli k závěru, že alespoň jeden z genů v oblasti blmpf2 je pravděpodobně Blmh. Studie na lidech zkoumaly rozdíly v jednonukleotidových polymorfismech (SNP)v C-terminálním konci genu Blmh. Tyto studie však nezjistily korelaci mezi SNP a plicní toxicitou (Nuver et al. 2005), ačkoli SNP (G / G)koreluje se sníženým celkovým přežitím testikulárních pacientů léčených kombinovanou léčbou BLM (de Haas et al . 2008). Další studie jsou nutné k určení, zda tento SNP snižuje metabolickou inaktivaci BLM a přispívá k morbiditě pacientů léčených chemoterapií založenou na BLM.
enzymaticky je jasně prokázáno, že aktivita Blmh vůči BLM A2 je snížena v plicích vnímavých druhů a že toto snížení koreluje s plicní fibrózou, jak je indikováno zvýšenými hladinami hydroxyprolinu v plicích (Lazo a Humphreys 1983). Králíci, kteří jsou rezistentní na plicní fibrózu indukovanou BLM, vykazují podobné míry konverze BLM A2 na dA2 v plicích a jiných tkáních, zatímco myši nevykazovaly aktivitu plicních enzymů pro BLM A2 (Lazo and Humphreys 1983). Kromě toho knockoutové myši bez funkčního Blmh vykazují přecitlivělost na plicní fibrózu indukovanou BLM (Schwartz et al . 1999).
je možné, že pozorovaná diferenciální aktivita Blmh by mohla představovat predispozici k toxicitě v plicích. Tuto diferenciální aktivitu lze potenciálně vysvětlit diferenciálními hladinami exprese Blmh v plicích a jiných tkáních. Severní analýza prokázala nízké hladiny exprese Blmh v plicích a játrech, s nejvyšší expresí pozorovanou ve varlatech a kosterním svalu (Bromme et al. 1996). Zajímavé je, že lidské buňky alveolárního typu II vykazovaly nejnižší úroveň exprese Blmh mezi osmi analyzovanými typy rakovinných buněk (Bromme et al . 1996). Údaje zkoumající hladiny bílkovin v plicích jsou vzácné. Pokud je nám známo, existuje pouze jedna studie zkoumající rozdíly mezi bílkovinami Blmh mezi tkáněmi u potkanů. Použití ELISA a western blotting, Kamata et al. (2007) bylo zjištěno, že hladiny proteinu Blmh v plicích byly přibližně polovinou hladin zjištěných v játrech 6týdenních potkanů. Nikdo se však nepokusil identifikovat tyto rozdíly v heterogenních subpopulacích buněk v plicích, konkrétně nejcitlivějších buňkách určených mikroskopickými patologickými studiemi, epiteliálních buňkách typu I (Adamson 1984; Aso et al. 1976; Jones a Reeve 1978). Je zapotřebí více studií, aby se zjistilo, zda jsou rozdíly v Blmh způsobeny sníženou expresí nebo alternativním způsobem účinku.
alternativně lze zvážit možnost, že plicní buňky exprimují vyšší hladiny domnělého BLM transportéru. Ačkoli by tato hypotéza byla v souladu s neschopností plic in vivo převést BLM na dA2, neexistuje obecná shoda o schopnosti plicních buněk zabírat BLM. Je zřejmé, že BLM je závislá na aktivním transportu, aby získala vstup do buňky (Poddevin et al. 1991). Použití plicní buněčné linie křečka a BLM (Pron et al. 1993) byl identifikován 250 kDa buněčný povrchový protein, který váže BLM. Zajímavé je, že srovnání dvou lidských buněčných linií s různou citlivostí BLM ukázalo, že buňky rezistentní na BLM měly méně vazebných míst BLM (Pron et al . 1999). Identifikace předpokládaného transportního systému BLM pomůže pochopit význam internalizace nebo metabolismu BLM v náchylnosti plicních buněk k toxicitě BLM.
zda je mechanismus buněčné selektivní toxicity primární odpovědí snížené exprese Blmh, snížené vychytávání BLM nebo jejich kombinace, vedoucí ke zvýšené citlivosti plicních alveolárních epiteliálních buněk, je třeba ještě určit. Bez ohledu na mechanismus je zřejmé, že Blmh hraje rozhodující roli v ochraně před toxicitou BLM.