388-389

Рост и развитие. Деление клеток

Цитостатики

Опухоль состоит из трансформированных клеток, которые благодаря мутации растут бесконтрольно (см. с. 384). Большинство трансформированных клеток распознаются и устраняются иммунной системой (см. с. 286). Ослабление защитных сил организма влечет за собой быстрое развитие опухоли. Можно пытаться подавить рост опухоли методами физио- или химиотерапии. Для этих целей используют рентгеновское облучение, которое благодаря мутагенному действию блокирует размножение клеток (см. с. 252). Еще большее применение получило подавление опухолевого роста с помощью химиотерапии. Применяющиеся для этих целей вещества носят название цитостатиков. К сожалению, как облучение, так и химиотерапия — методы недостаточно избирательные, т. е. при таком воздействии на организм повреждаются и нормальные клетки, вследствие чего часто наблюдаются побочные эффекты.

Большинство цитостатиков прямо или косвенно подавляют удвоение ДНК в S-фазе клеточного цикла (см. с. 380). Первая группа веществ (A) взаимодействует с молекулами ДНК, блокируя при этом процессы транскрипции и репликации. Вторая группа цитостатиков (Б) подавляет синтез предшественников ДНК.

А. Алкилирующие и интеркалирующие агенты

К алкилирующим агентам относят химические соединения, образующие ковалентные связи с нуклеиновыми основаниями. Если в таких веществах имеются две реакционноспособные группировки, то в двунитевой ДНК (DNA) образуются внутри- и межмолекулярные мостики, что приводит к изгибу двойной спирали. В качестве примера можно привести циклофосфамид и неорганический комплекс цисплатин. Интеркалирующие агенты, такие, как адриамицин встраиваются между плоскостями нуклеиновых оснований за счет нековалентных связей и вызывают локальные изменения пространственной структуры ДНК (см. с. 250, Б).

Б. Антиметаболиты

Антиметаболитами называют ингибиторы ферментов (см. с. 100), избирательно блокирующие метаболические пути. Большинство важных в клиническом отношении цитостатиков вмешиваются в биосинтез нуклеотидов. Многие из них являются производными нуклеиновых оснований или нуклеотидов и служат конкурентными ингибиторами соответствующих ферментов (см. с. 100). Некоторые антиметаболиты встраиваются в ДНК и тем самым препятствуют репликации.

Введенные в организм цитостатики (помечены изображением шприца) часто действуют опосредовано, т. е. приобретают активность в результате метаболической трансформации. Так, аналог аденина 6-меркаптопурин вначале превращается в мононуклеотид тиоинозинмонофосфат [тИМФ ( tIMP )]. Из тИМФ через ряд промежуточных стадий получается тдГТФ (tdGTP) (серосодержащее производное дГТФ), который встраивается в ДНК , где образует поперечные связи и вызывает другие аномалии. Другим активным производным 6-меркаптопурина является S-метил-тИМФ, ингибитор амидофосфорибозилтрансферазы (см. с. 190).

Гидроксимочевина избирательно ингибирует рибонуклеотид-редуктазу (см. с. 192). Как ловушка свободных радикалов это соединение нейтрализует тирозин-радикал, необходимый для функционирования редуктазы.

Два других важных цитостатика препятствуют синтезу тимина на стадии дезоксимононуклеотида (см. с. 192). Дезоксимононуклеотид, образующийся из 5-фторурацила или соответствующего нуклеозида, ингибирует тимидилат-синтазу. Ингибирование основано на том, что атом фтора в пиримидиновом цикле не замещается на метильную группу. Кроме того, фтор содержащий аналог встраивается в ДНК.

Для тимидилат-синтазы вспомогательным ферментом является дигидрофолатредуктаза. Этот фермент принимает участие в регенерации кофермента N⁵,N¹⁰-метилен-ТГФ (N⁵,N¹⁰-methylene-ТНF): с потреблением НАДФН он восстанавливает ДГФ (DHF) до ТГФ (THF). Аналог фолиевой кислоты метотрексат, часто применяющийся цитостатик, является чрезвычайно эффективным конкурентным ингибитором дигидрофолатредуктазы. Действие цитостатика приводит к истощению клеток относительно N⁵,N¹⁰-метилен-ТГФ и, следовательно, к остановке синтеза ДНК .