8.25.2.1.2 reduceret afgiftning
BLM er generelt anerkendt som en uspecifik klastogen; dets toksicitet er dog meget selektiv for lungeceller. Mekanismen for denne lungeselektive toksicitet er ikke fuldt ud løst. Nogle potentielle mekanistiske forklaringer på denne vævsselektive toksicitet inkluderer en reduceret evne hos lungeceller til at initiere DNA-reparation (gennemgået i Chen og Stubbe 2005), øget tilbageholdelse af BLM ved enten øget tilstrømning eller reduceret udstrømning (gennemgået i Chen og Stubbe 2005) eller den reducerede lungepitelcellers reducerede kapacitet til at afgifte BLM. Kulminerende beviser i litteraturen understøtter hypotesen om, at reducerede niveauer af bleomycinhydrolase (BLM, Blmh) i lungen og følgelig reduceret afgiftning af BLM kan spille en vigtig rolle i BLM-akkumulering og lungetoksicitet.
Blmh er en cysteinprotease, der ligner 20s-underenheden af proteasomet (Joshua-Tor et al. 1995). Blmh blev først opdaget gennem dets evne til metabolisk at inaktivere BLM A2 til den primære BLM-metabolit deamido-BLM A2 (da2), som synes at være den eneste metabolit af BLM. 1999). Blmh er blevet klonet og opretholder BLM-deamidaseaktivitet i flere eukaryoter, herunder gær (1994), kanin (Sebti og Laso 1987; Sebti et al. 1987, 1989), rotte (Takeda et al. 1996a, b) og human (Bromme et al. 1996; Ferrando et al. 1996). Blmh katalyserer effektivt deamideringen af begge BLM-isoformer, der findes i den kliniske blanding, blenoksan A2 og B2, ved at hydrolysere den terminale Amin og eliminere et metalkoordinationssted (Morris et al. 1991; Sebti et al. 1987). Begge mennesker (Bromme et al. 1996) og kanin (Sebti et al. 1989) blmh var mere effektive til at katalysere deamidationen af BLM B2 end BLM A2. In vitro genotoksiske undersøgelser har vist, at dA2 er signifikant mindre aktiv til at producere enkeltstrengede eller dobbeltstrengede spaltninger ved hjælp af begge fag (Huang et al. 1981) eller plasmid-DNA-skabeloner (et al. 2002). I overensstemmelse med disse resultater viste den deamiderede form af BLM sig at være 6 til 35 gange mindre potent end moderforbindelsen i dens evne til at hæmme spredning af pladecellecarcinom i hoved og hals (Laso 1989, s. 436). Overekspression af human Blmh i CHO-celler beskyttede også celler mod BLM-induceret genotoksicitet, formodentlig ved omdannelse af BLM til den deamiderede form (Lefterov et al. 1998). In vivo viste injektion af dA2 ikke lungetoksicitet gennem hydroksyprolinniveauer, hvilket er en indikator for øget kollagen og lungefibrose (Laso og Humphreys 1983). Mulig forklaring på denne mangel på toksicitet er, at dA2 enten ikke er i stand til at akkumulere i lungeceller eller ikke er giftig for lungeceller.
det er veletableret, i det mindste i dyreforsøg, at reduceret Blmh-aktivitet er en signifikant medvirkende faktor til BLM-induceret lungetoksicitet. Blmh knockout-mus var ude af stand til at generere dA2-metabolitten og var signifikant mere modtagelige for at udvikle BLM-induceret lungefibrose end deres vildtype-kontroller. 1999). Lavdosis BLM ved 25 mg kg−1 øgede hydroksyprolinniveauerne med 30% hos knockout-mus i modsætning til ingen ændring i vildtypemus. En anden genetisk undersøgelse, der anvender stammeforskelle i BLM-følsomhed (BLM-resistent C3, BLM-følsom C56/Bl6), identificerede to genetiske loci, der giver modtagelighed, betegnet blmpf1 og blmpf2. blmpf1 var lokaliseret til det største histokompatibilitetskompleks (MHC) gen, hvorimod det andet locus, blmpf2, var lokaliseret til kromosom 11 og tildelte specifik modtagelighed for BLM (Haston et al. 2002). Forfatterne konkluderede, at mindst et af generne i blmpf2-regionen sandsynligvis er Blmh. Humane undersøgelser har undersøgt forskellene i enkelt nukleotidpolymorfier (SNP ‘ er) i den C-terminale ende af Blmh-genet. Disse undersøgelser har imidlertid ikke identificeret en sammenhæng mellem SNP og lungetoksicitet (Nuver et al. 2005), skønt SNP(G/G) er korreleret med nedsat samlet overlevelse af testikulære patienter, der får BLM-kombinationsbehandling (de Haas et al. 2008). Yderligere undersøgelser er nødvendige for at bestemme, om denne SNP reducerer den metaboliske inaktivering af BLM og bidrager til sygeligheden hos patienter, der får BLM-baseret kemoterapi.
det er klart fastslået, at blmh-aktiviteten mod BLM A2 er nedsat i lungerne hos modtagelige arter, og at dette fald korrelerer med lungefibrose som indikeret gennem forhøjede hydroksyprolinniveauer i lungen (Laso og Humphreys 1983). Kaniner, der er resistente over for BLM-induceret lungefibrose, viser lignende konverteringsfrekvenser for BLM A2 til dA2 i lunger og andet væv, mens mus ikke viste lungeaktivitet for BLM A2 (Laso og Humphreys 1983). Desuden viser knockout-mus uden funktionel Blmh overfølsomhed over for BLM-induceret lungefibrose. 1999).
det er tænkeligt, at den observerede differentielle aktivitet af Blmh kunne redegøre for prædisponering for toksicitet i lungerne. Denne differentielle aktivitet kunne potentielt forklares gennem differentielle blmh-ekspressionsniveauer i lunge og andet væv. Nordlig analyse viste lave niveauer af blmh-ekspression i lunge og lever, med det højeste udtryk observeret i testis og skeletmuskulatur (Bromme et al. 1996). Interessant nok udviste humane alveolære type II-celler det laveste niveau af Blmh-ekspression blandt de otte analyserede kræftcelletyper (Bromme et al. 1996). Data, der undersøger proteinniveauer i lungen, er knappe. Så vidt vi ved, har der kun været en undersøgelse, der undersøgte blmh-proteinforskelle mellem væv hos rotter. Ved hjælp af ELISA og vestlige blotting, Kamata et al. (2007) observerede, at Blmh-proteinniveauer i lungen var ca.halvdelen af dem, der blev identificeret i leveren hos 6 uger gamle rotter. Imidlertid har ingen forsøgt at identificere disse forskelle inden for de heterogene underpopulationer af celler i lungen, specifikt de mest modtagelige celler udpeget gennem mikroskopiske patologiundersøgelser, type i epitelceller (Adamson 1984; Aso et al. 1976; Jones og Reeve 1978). Flere undersøgelser er nødvendige for at identificere, om forskelle i Blmh skyldes reduceret ekspression eller en alternativ virkningsmåde.
Alternativt kan man overveje muligheden for, at lungeceller udtrykker højere niveauer af en formodet BLM-transportør. Selvom denne hypotese ville være i overensstemmelse med lungernes manglende evne til in vivo at konvertere BLM til dA2, er der ingen generel enighed om lungecellernes evne til at optage BLM. Det er klart, at BLM er afhængig af aktiv transport for at få adgang til cellen (Poddevin et al. 1991). Ved hjælp af hamster pulmonal cellelinie og BLM (Pron et al. 1993) blev et 250 kDa celleoverfladeprotein, der binder BLM, identificeret. Interessant nok viste sammenligning af to humane cellelinjer med forskellig BLM-følsomhed, at celler, der var resistente over for BLM, havde færre BLM-bindingssteder (Pron et al. 1999). Identifikationen af det formodede BLM-transportsystem vil hjælpe med at forstå vigtigheden af BLM-internalisering eller metabolisme i følsomheden af lungeceller over for BLM-toksicitet.
hvorvidt mekanismen for celleselektiv toksicitet er et primært respons med reduceret ekspression af Blmh, reduceret BLM-optagelse eller en kombination af de to, hvilket fører til øget lungealveolær epitelcellefølsomhed, skal stadig bestemmes. Uanset mekanismen er det klart, at Blmh spiller en kritisk rolle i beskyttelsen mod BLM-toksicitet.