8.25.2.1.2 detoxifiere enzimatică redusă
BLM este în general recunoscut ca un clastogen nespecific; cu toate acestea, toxicitatea sa este foarte selectivă pentru celulele pulmonare. Mecanismul acestei toxicități selective pulmonare nu a fost complet rezolvat. Unele explicații mecaniciste potențiale pentru această toxicitate selectivă a țesuturilor includ o capacitate redusă a celulelor pulmonare de a iniția repararea ADN-ului (revizuită în Chen și Stubbe 2005), retenție crescută a BLM fie prin aflux crescut, fie prin eflux redus (revizuită în Chen și Stubbe 2005), sau capacitatea enzimatică redusă a celulelor epiteliale pulmonare de a detoxifica BLM. Dovezile culminante din literatura de specialitate susțin ipoteza că nivelurile reduse de bleomicină hidrolază (BlmX, Blmh) în plămâni și, prin urmare, detoxifierea enzimatică redusă a BLM poate juca un rol important în acumularea BLM și toxicitatea pulmonară.
Blmh este o protează cisteină care seamănă cu subunitatea 20s a proteazomului (Joshua-Tor și colab. 1995). Blmh a fost descoperit pentru prima dată prin capacitatea sa de a inactiva metabolic BLM A2 la metabolitul principal BLM Deamido-BLM A2 (dA2), care pare a fi singurul metabolit al BLM (Schwartz și colab. 1999). Blmh a fost clonat și menține activitatea BLM deamidază în eucariote multiple, inclusiv drojdie (Xu și Johnston 1994), iepure (Sebti și Lazo 1987; Sebti și colab. 1987, 1989), șobolan (Takeda și colab. 1996a, b) și uman (Bromme și colab. 1996; Ferrando și colab. 1996). Blmh catalizează eficient deamidarea ambelor izoforme BLM găsite în amestecul clinic, blenoxan A2 și B2, prin hidrolizarea aminei terminale și eliminarea unui situs de coordonare a metalelor (Morris și colab. 1991; Sebti și colab. 1987). Atât umane (Bromme și colab. 1996) și rabbit (Sebti și colab. 1989) blmh au fost mai eficiente la catalizarea deamidării BLM B2 decât cea a BLM A2. Studiile genotoxice in vitro au demonstrat că dA2 este semnificativ mai puțin activ la producerea clivajelor monocatenare sau dublu catenare folosind fie fag (Huang și colab. 1981) sau șabloane de ADN plasmidic (Zou și colab. 2002). În concordanță cu aceste rezultate, forma deamidată a BLM s – a dovedit a fi de 6 până la 35 de ori mai puțin puternică decât compusul părinte în capacitatea sa de a inhiba proliferarea carcinomului cu celule scuamoase la nivelul capului și gâtului (Lazo 1989, p. 436). Supraexprimarea Blmh uman în celulele CHO a protejat, de asemenea, celulele de genotoxicitatea indusă de BLM, probabil prin conversia BLM în forma deamidată (Lefterov și colab. 1998). In vivo, injectarea dA2 nu a reușit să demonstreze toxicitatea pulmonară prin niveluri de hidroxiprolină, care este un indicator al creșterii colagenului și a fibrozei pulmonare (Lazo și Humphreys 1983). Explicația posibilă pentru această lipsă de toxicitate este că dA2 este fie incapabil să se acumuleze în celulele pulmonare, fie nu este toxic pentru celulele pulmonare.
este bine stabilit, cel puțin în studiile la animale, că reducerea activității Blmh este un factor semnificativ care contribuie la toxicitatea pulmonară indusă de BLM. Șoarecii knockout Blmh nu au putut genera metabolitul dA2 și au fost semnificativ mai susceptibili la dezvoltarea fibrozei pulmonare induse de BLM decât controalele lor de tip sălbatic (Schwartz și colab. 1999). Doza mică de BLM la 25 mg kg−1 a crescut nivelurile de hidroxiprolină cu 30% la șoarecii knockout, spre deosebire de nicio modificare la șoarecii de tip sălbatic. Un alt studiu genetic, care utilizează diferențe de tulpină în susceptibilitatea BLM (C3 rezistent la BLM, C56/Bl6 sensibil la BLM), a identificat doi loci genetici care conferă susceptibilitate, desemnați blmpf1 și blmpf2. blmpf1 a fost localizat la gena majoră a complexului de histocompatibilitate (MHC), în timp ce al doilea locus, blmpf2, a fost localizat la cromozomul 11 și a conferit susceptibilitate specifică la BLM (Haston și colab. 2002). Autorii au concluzionat că cel puțin una dintre genele din regiunea blmpf2 este probabil Blmh. Studiile la om au examinat diferențele dintre polimorfismele cu un singur nucleotid (SNP) în capătul C-terminal al genei Blmh. Cu toate acestea, aceste studii nu au identificat o corelație între SNP și toxicitatea pulmonară (Nuver și colab. 2005), deși SNP(G/G) este corelată cu scăderea supraviețuirii globale a pacienților testiculari care primesc tratament combinat BLM (de Haas și colab. 2008). Sunt necesare studii suplimentare pentru a determina dacă acest SNP reduce inactivarea metabolică a BLM și contribuie la morbiditatea pacienților care primesc chimioterapie pe bază de BLM.
enzimatic, se stabilește clar că activitatea Blmh față de BLM A2 este scăzută în plămânii speciilor sensibile și că această scădere se corelează cu fibroza pulmonară, așa cum este indicat prin niveluri crescute de hidroxiprolină în plămâni (Lazo și Humphreys 1983). Iepurii care sunt rezistenți la fibroza pulmonară indusă de BLM prezintă rate de conversie similare ale BLM A2 la dA2 în plămâni și alte țesuturi, în timp ce șoarecii nu au reușit să prezinte activitate enzimatică pulmonară pentru BLM A2 (Lazo și Humphreys 1983). Mai mult, șoarecii knockout fără blmh funcțional demonstrează hipersensibilitate la fibroza pulmonară indusă de BLM (Schwartz și colab. 1999).
este posibil ca activitatea diferențială observată a Blmh să poată explica predispoziția la toxicitate în plămâni. Această activitate diferențială ar putea fi explicată prin niveluri diferențiale de Expresie Blmh în plămâni și alte țesuturi. Analiza nordică a demonstrat niveluri scăzute de Expresie Blmh în plămâni și ficat, cu cea mai mare expresie observată în testicul și mușchiul scheletic (Bromme și colab. 1996). Interesant este că celulele alveolare umane de tip II au prezentat cel mai scăzut nivel de Expresie Blmh dintre cele opt tipuri de celule canceroase analizate (Bromme și colab. 1996). Datele care examinează nivelurile de proteine din plămâni sunt rare. Din cunoștințele noastre, a existat un singur studiu care examinează diferențele de proteine Blmh între țesuturile la șobolani. Folosind ELISA și Western blotting, Kamata și colab. (2007) a observat că nivelurile de proteine Blmh din plămâni au fost aproximativ jumătate din cele identificate în ficatul șobolanilor în vârstă de 6 săptămâni. Cu toate acestea, nimeni nu a încercat să identifice aceste diferențe în cadrul subpopulațiilor eterogene ale celulelor din plămâni, în special cele mai sensibile celule desemnate prin studii de patologie microscopică, celulele epiteliale de tip I (Adamson 1984; Aso și colab. 1976; Jones și Reeve 1978). Sunt necesare mai multe studii pentru a identifica dacă diferențele în Blmh se datorează expresiei reduse sau unui mod alternativ de acțiune.
alternativ, se poate lua în considerare posibilitatea ca celulele pulmonare să exprime niveluri mai ridicate ale unui transportor BLM presupus. Deși această ipoteză ar fi în concordanță cu incapacitatea, in vivo, a plămânilor de a converti BLM în dA2, nu există un consens general cu privire la capacitatea celulelor pulmonare de a prelua BLM. Este clar că BLM depinde de transportul activ pentru a obține intrarea în celulă (Poddevin și colab. 1991). Folosind hamster linie de celule pulmonare și BLM (Pron și colab. 1993), a fost identificată o proteină de suprafață celulară de 250 kDa care leagă BLM. Interesant, compararea a două linii celulare umane cu sensibilitate diferită la BLM a arătat că celulele rezistente la BLM au avut mai puține site-uri de legare BLM (Pron și colab. 1999). Identificarea sistemului de transport BLM presupus va ajuta la înțelegerea importanței internalizării sau metabolismului BLM în susceptibilitatea celulelor pulmonare la toxicitatea BLM.
rămâne de determinat dacă mecanismul toxicității selective celulare este un răspuns primar de reducere a expresiei Blmh, absorbție redusă a BLM sau o combinație a celor două, ceea ce duce la creșterea susceptibilității celulelor epiteliale alveolare pulmonare. Indiferent de mecanism, este clar că Blmh joacă un rol critic în protecția împotriva toxicității BLM.