8.25.2.1.2 csökkent enzimatikus méregtelenítés
a BLM-et általában nem specifikus klasztogénként ismerik el; toxicitása azonban nagyon szelektív a tüdősejtek számára. Ennek a pulmonalis-szelektív toxicitásnak a mechanizmusa még nem oldódott meg teljesen. Ennek a szövetszelektív toxicitásnak néhány lehetséges mechanisztikus magyarázata magában foglalja a tüdősejtek csökkent képességét a DNS-javítás megindítására (Chen and Stubbe 2005-ben áttekintve), a BLM fokozott visszatartása vagy fokozott beáramlás vagy csökkent efflux (Chen and Stubbe 2005-ben áttekintve), vagy a pulmonalis hámsejtek csökkent enzimatikus kapacitása a BLM méregtelenítésére. A szakirodalom bizonyítékai alátámasztják azt a hipotézist, hogy a bleomicin-hidroláz (BlmX, Blmh) csökkent szintje a tüdőben, és ennek következtében a BLM csökkent enzimatikus detoxikációja fontos szerepet játszhat a BLM felhalmozódásában és a pulmonális toxicitásban.
a Blmh egy cisztein proteáz, amely hasonlít a proteaszóma 20s alegységére (Joshua-Tor et al. 1995). A Blmh-t először azon képessége révén fedezték fel, hogy metabolikusan inaktiválja a BLM A2-t az elsődleges BLM metabolittá DEAMIDO-BLM A2 (dA2), amely úgy tűnik, hogy a BLM egyetlen metabolitja (Schwartz et al. 1999). A Blmh-t klónozták és fenntartják a BLM deamidáz aktivitását több eukariótában, köztük élesztőben (Xu and Johnston 1994), nyúlban (Sebti and Lazo 1987; Sebti et al. 1987, 1989), patkány (Takeda et al. 1996a, b), és az emberi (Bromme et al. 1996; Ferrando et al. 1996). A Blmh hatékonyan katalizálja a klinikai keverékben található mindkét BLM izoforma, a blenoxán A2 és B2 deamidációját a terminális amin hidrolizálásával és egy fémkoordinációs hely eltávolításával (Morris et al. 1991; Sebti et al. 1987). Mindkét ember (Bromme et al. 1996) és nyúl (Sebti et al. 1989) a blmh hatékonyabban katalizálta a BLM B2 deamidációját, mint a BLM A2. In vitro genotoxikus vizsgálatok kimutatták, hogy a dA2 szignifikánsan kevésbé aktív az egyszálú vagy kettős szálú hasítások előállításában bármelyik fág felhasználásával (Huang et al. 1981) vagy plazmid DNS sablonok (Zou et al. 2002). Ezekkel az eredményekkel összhangban a BLM deamidált formája 6-35-ször kevésbé hatékony, mint az anyavegyület a fej és a nyak laphámsejtes karcinóma proliferációjának gátlásában (Lazo 1989, 436. o.). A humán Blmh túlzott expressziója a CHO sejtekben szintén megvédte a sejteket a BLM által kiváltott genotoxicitástól, feltehetően a BLM deamidált formává történő átalakításával (Lefterov et al. 1998). In vivo a dA2 injekció nem mutatott pulmonalis toxicitást a hidroxiprolin szintek révén, ami a megnövekedett kollagén és tüdőfibrózis indikátora (Lazo and Humphreys 1983). A toxicitás hiányának lehetséges magyarázata az, hogy a dA2 vagy nem képes felhalmozódni a tüdősejtekben, vagy nem mérgező a tüdősejtekre.
legalább állatkísérletekben jól bizonyított, hogy a csökkent Blmh aktivitás jelentősen hozzájárul a BLM által kiváltott pulmonalis toxicitáshoz. A Blmh knockout egerek nem tudták előállítani a dA2 metabolitot, és szignifikánsan hajlamosabbak voltak a BLM által kiváltott tüdőfibrózis kialakulására, mint a vad típusú kontrollok (Schwartz et al. 1999). Az alacsony dózisú BLM 25 mg kg−1-nél 30% – kal növelte a hidroxiprolin szintjét kiütéses egerekben, szemben a vad típusú egerek változásával. Egy másik genetikai vizsgálat, amely a BLM-érzékenység törzsbeli különbségeit használta (BLM-rezisztens C3, BLM-érzékeny C56 / Bl6), két genetikai lokuszt azonosított, amelyek érzékenységet biztosítanak, a blmpf1 és a blmpf2. a blmpf1 a fő hisztokompatibilitási komplex (MHC) génre lokalizálódott, míg a második lokusz, a blmpf2 a 11.kromoszómára lokalizálódott, és specifikus érzékenységet adott a BLM-re (Haston et al. 2002). A szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy a blmpf2 régió legalább egy génje valószínűleg Blmh. Humán vizsgálatok megvizsgálták az egyes nukleotid polimorfizmusok (SNP-k) különbségeit a Blmh gén C-terminális végén. Ezek a vizsgálatok azonban nem azonosítottak összefüggést az SNP és a pulmonalis toxicitás között (Nuver et al. 2005), bár az SNP(G/G) korrelál a BLM kombinációs kezelésben részesülő herebeteg-betegek teljes túlélésének csökkenésével (de Haas et al. 2008). További vizsgálatokra van szükség annak megállapításához, hogy ez az SNP csökkenti-e a BLM metabolikus inaktivációját, és hozzájárul-e a BLM-alapú kemoterápiában részesülő betegek morbiditásához.
enzimatikusan egyértelműen megállapítást nyert, hogy a BLM A2 felé irányuló Blmh aktivitás csökken a fogékony fajok tüdejében, és ez a csökkenés korrelál a tüdőfibrózissal, amint azt a tüdőben megemelkedett hidroxiprolinszint jelzi (Lazo and Humphreys 1983). A BLM által kiváltott tüdőfibrózisra rezisztens nyulak a BLM A2 és a dA2 konverziós arányát a tüdőben és más szövetekben hasonló módon mutatják, míg az egerek nem mutattak pulmonalis enzimaktivitást a BLM A2 esetében (Lazo and Humphreys 1983). Ezenkívül a funkcionális Blmh nélküli kiütéses egerek túlérzékenységet mutatnak a BLM által kiváltott tüdőfibrózissal szemben (Schwartz et al. 1999).
elképzelhető, hogy a Blmh megfigyelt differenciális aktivitása magyarázhatja a tüdőben a toxicitásra való hajlamot. Ez a differenciális aktivitás potenciálisan magyarázható a tüdő és más szövetek differenciális Blmh expressziós szintjével. Az északi elemzés alacsony Blmh expressziót mutatott a tüdőben és a májban, a legmagasabb expressziót a herékben és a vázizomban figyelték meg (Bromme et al. 1996). Érdekes módon az emberi alveoláris II típusú sejtek a blmh expresszió legalacsonyabb szintjét mutatták a nyolc elemzett rákos sejttípus között (Bromme et al. 1996). A tüdőben lévő fehérjeszintet vizsgáló adatok szűkösek. Tudomásunk szerint csak egy tanulmány vizsgálta a blmh fehérje különbségeket a patkányok szövetei között. Az ELISA és a western blot használatával Kamata et al. (2007) megfigyelte, hogy a blmh fehérje szintje a tüdőben körülbelül a fele volt a 6 hetes patkányok májában azonosítottaknak. Azonban senki sem próbálta meg azonosítani ezeket a különbségeket a tüdőben lévő sejtek heterogén szubpopulációin belül, különösen a mikroszkopikus patológiai vizsgálatok során kijelölt legérzékenyebb sejtek, az I. típusú hámsejtek (Adamson 1984; Aso et al. 1976; Jones és Reeve 1978). További vizsgálatokra van szükség annak megállapításához, hogy a Blmh különbségei a csökkent expressziónak vagy egy alternatív hatásmódnak köszönhetők-e.
Alternatív megoldásként figyelembe lehet venni annak lehetőségét, hogy a tüdősejtek magasabb szintű feltételezett BLM transzportert expresszálnak. Bár ez a hipotézis összhangban lenne azzal, hogy in vivo a tüdő képtelen átalakítani a BLM-et dA2-vé, nincs általános egyetértés a pulmonalis sejtek BLM felvételének képességéről. Nyilvánvaló, hogy a BLM az aktív transzporttól függ, hogy belépjen a sejtbe (Poddevin et al. 1991). A hamster pulmonalis sejtvonal és a BLM (Pron et al. 1993), egy 250 kDa sejtfelszíni fehérjét azonosítottak, amely kötődik a BLM-hez. Érdekes módon két különböző BLM-érzékenységű emberi sejtvonal összehasonlítása azt mutatta, hogy a BLM-nek rezisztens sejteknek kevesebb BLM-kötőhelyük volt (Pron et al. 1999). A feltételezett BLM transzportrendszer azonosítása segít megérteni a BLM internalizálásának vagy metabolizmusának fontosságát a pulmonalis sejtek BLM toxicitásra való érzékenységében.
még meg kell határozni, hogy a sejtszelektív toxicitás mechanizmusa a Blmh csökkent expressziójának, a csökkent BLM felvételnek vagy a kettő kombinációjának elsődleges válasza, amely a pulmonalis alveoláris hámsejtek fokozott érzékenységéhez vezet. A mechanizmustól függetlenül egyértelmű, hogy a Blmh kritikus szerepet játszik a BLM toxicitás elleni védelemben.