Повторное использование бензимидазольных противогельминтных пре-тов в качестве средств лечения рака. Часть 2.

Повторное использование бензимидазольных противогельминтных пре-тов в качестве средств лечения рака. Часть 2.

ЧАСТЬ 2

   Самый важный момент, который следует учитывать при оценке того, оказывают ли бензимидазолы противораковую активность, как было показано в ряде доклинических испытаний, заключается в том, могут ли они постоянно поддерживать эффективные концентрации в кровотоке человеческого организма. На основании нескольких фармакокинетических данных максимальная концентрация (C max ) каждого бензимидазола была следующей: ABZ; 0,047–0,1 мкМ при дозе 400 мг; FLZ, 0,016 мкМ при дозе 2 г; MBZ, 0,47 мкМ при дозе 10 мг/кг; и OFZ, 21,5 мкМ при дозе 60 мг/кг. Когда C max каждого бензимидазола сравнивали со значениями IC 50 , полученными в ряде тестов in vitro, значения C max ABZ и FLZ в этих дозах считались более низкими, чтобы оказывать эффективное противораковое действие на различные раковые клетки, за исключением небольшого количества клеток. Кроме того, поскольку ABZ быстро метаболизируется в свои основные метаболиты, было отмечено, что T 1/2 ABZ составляет менее 1,5 ч. Этот быстрый метаболизм также может быть препятствием для использования этого препарата в качестве эффективного варианта лечения рака. Основной проблемой повторного использования бензимидазольных антигельминтиков в качестве противораковых лекарств, вероятно, будет улучшение их биодоступности путем разработки новых формул с лучшей растворимостью, абсорбцией и более длительным периодом полураспада для достижения эффективных концентраций в течение достаточного времени.

4.   Фармакокинетические свойства. Имеются ограниченные фармакокинетические данные об использовании бензимидазольных антигельминтиков для людей, даже в отношении ABZ, FBZ, FLB, MBZ и OFZ. Хорошо известно, что бензимидазолы плохо растворяются в воде, что является основной причиной их низкой абсорбции и биодоступности. Кроме того, жир в пище может существенно увеличить абсорбцию бензимидазолов. Эти пять бензимидазолов метаболизируются путем метаболизма первого прохода.
    Однако детали фармакокинетических аспектов различаются в зависимости от бензимидазола. Во-первых, метаболизм ABZ и FBZ имеет схожие закономерности, но метаболизм MBZ несколько отличается. Основные продукты метаболизма, то есть фенбендазолсульфоксид (FBZSO) и его сульфоновое производное (FBZSO 2 ), образуются при первом прохождении метаболизма FBZ, тогда как альбендазолсульфоксид (ABZSO) и его сульфоновое производное (ABZSO 2 ) образуются путем последовательного окисления при первом прохождении метаболизма ABZ. Метаболизм как ABZ, так и FBZ происходит с помощью цитохрома P450 и флавинмонооксигеназы, и первый метаболит каждого, ABZSO и FBZSO, соответственно, имеет два энантиомера в плазме человека. Напротив, MBZ метаболизируется путем обширного метаболизма первого прохода во множество неопознанных метаболитов, и неясно, какой фермент(ы) это осуществляет. Помимо метаболических путей, скорость метаболизма также варьируется в зависимости от каждого бензимидазола. Известно, что ABZ метаболизируется путем очень быстрого метаболизма первого прохода (T 1/2 < 1,5 ч), по сравнению с другими бензимидазолами (T 1/2 FLZ в тканях 1–2 дня; T 1/2 MBZ 3–6 ч; и T 1/2 OFZ 8,5–11 ч). С точки зрения выведения, ABZ, FBZ, MBZ и их метаболиты выводятся с калом и мочой. Сообщалось, что FLZ и MBZ в основном выводятся с калом. Кроме того, путь выведения OFZ не был четко описан
.
3. Клинические свойства бензимидазольных антигельминтиков Клинические доказательства Ограниченные клинические данные были опубликованы для бензимидазольных антигельминтиков, причем большинство из них ограничивалось только тремя типами бензимидазолов: ABZ, CBZ и MBZ. Для ABZ было проведено одно клиническое исследование фазы 1 и одно пилотное исследование.

   В обоих исследованиях было продемонстрировано, что ABZ обладает умеренным противоопухолевым действием, включая снижение опухолевых маркеров и хорошо переносимый профиль безопасности; однако о таких драматических эффектах, как полное выздоровление или продление жизни, не сообщалось. Для CBZ было завершено одно исследование фазы 1 (NCT00003709), но его результаты не могут быть найдены на ClinicalTrials.gov ( https://clinicaltrials.gov/ ) (доступно 1 декабря 2021 г.) или в какой-либо исследовательской статье. Наконец, в двух отчетах о случаях была описана противораковая активность MBZ. В этих отчетах, направленных на лечение рака надпочечников и метастатического рака толстой кишки, метастазы регрессировали без каких-либо существенных побочных эффектов при лечении MBZ. В частности, у мужчины с адренокортикальной карциномой наблюдалось стабильное состояние заболевания в течение 19 месяцев во время применения MBZ. Между тем, хотя проводится много клинических испытаний MBZ, большинство из них планируется завершить после июня 2022 года. Возможными причинами такого большого количества испытаний, проводимых с MBZ, могут быть его история доклинических исследований и удобство дозировки, поскольку он уже был одобрен для использования человеком FDA и может применяться перорально из-за его относительно более высокой биодоступности. В соответствии с доклиническим исследованием его противоопухолевой эффективности, благодаря его способности проникать через ГЭБ, три из восьми испытаний были связаны с опухолями головного мозга (NCT01729260, NCT02644291 и NCT01837862). Шесть недавних испытаний, которые в настоящее время продолжаются (NCT04443049, NCT01729260, NCT01837862, NCT02366884, NCT03925662 и NCT02201381), проверили его противораковые эффекты в сочетании с другими препаратами, что может указывать на слабые противораковые эффекты MBZ в качестве монотерапии и потенциальное использование для синергетического эффекта с другими препаратами, о чем свидетельствуют доклинические данные.

   Клинические данные показывают, что ABZ вводился в дозе 10 мг/кг/день перорально, двумя или тремя разделенными дозами, в пилотном исследовании. В исследовании фазы 1, проведенном на 36 пациентах, максимальная переносимая доза составляла 1200 мг дважды в день (bid) перорально (2400 мг/день). MBZ вводился в дозе 100 мг дважды в день перорально в двух отчетах о случаях [ 91 , 92 ], в то время как точная максимальная переносимая доза не может быть найдена в клинических испытаниях из-за отсутствия сообщений о результатах этих испытаний. Все клинические данные о препаратах бензимидазола указывают на то, что они вводились перорально. Также сообщалось о хорошей переносимости ABZ в двух исследованиях. В основном сообщалось об усталости и легком желудочно-кишечном расстройстве; Однако у некоторых пациентов также наблюдались гематологические побочные эффекты, такие как миелосупрессия или нейтропения. В двух отчетах о случаях, связанных с MBZ, каждый из которых описывал одного человека, не было описано никаких существенных побочных эффектов, но у одного пациента было обнаружено пятикратное увеличение уровней печеночных ферментов (аспартатаминотрансферазы и аланинаминотрансферазы). В настоящее время проводятся шесть клинических исследований, оценивающих бензимидазольные антигельминтики в качестве противоопухолевых средств.

2.5.2 Противоопухолевые эффекты in vivo Только в одном исследовании сообщалось о противоопухолевых эффектах семи бензимидазолов in vivo, в котором было показано, что OBZ (25 мг/кг перорально, у мышей) повышает уровни экспрессии miRNA-204 и p53, в дополнение к оказанию репрессивного эффекта на андрогенные рецепторы и андрогены, специфичные для простаты, в опухолях простаты 22Rv1.

   PBZ показал противоопухолевые эффекты при колоректальном, раке легких и раке поджелудочной железы. В исследовании клеточных линий колоректального рака (RKO и HCT-116) было показано, что PBZ является одним из двух соединений с самыми низкими значениями IC 50 среди семи протестированных бензимидазолов. Примечательно, что он проявил самую мощную цитотоксичность среди четырех протестированных бензимидазолов против рака поджелудочной железы. Напротив, противоопухолевый эффект PBZ был не сильнее, чем у шести других протестированных бензимидазолов, в анализе Z-балла для ингибирования роста линий клеток рака легких с мутацией KRAS и дикого типа при скрининге 1271 соединения, где он был идентифицирован как одно из 50 соединений с наивысшим рейтингом [ 39 ]. Подобно лечению NCZ, PBZ показал повышенную цитотоксичность и сниженную химиотерапевтическую резистентность через ERK1/2-зависимый HSF1 в клетках колоректального рака. Кроме того, ингибирующий эффект PBZ был синергичным при сочетании с гемцитабином против клеток рака поджелудочной железы (AsPC-1 и Capan-2).

5. Обсуждение 
Разрушение микротрубочек долгое время было целью лечения рака. Поскольку бензимидазольные антигельминтики оказывают противопаразитарное действие, нарушая полимеризацию микротрубочек путем связывания с β-тубулином, бензимидазолы могут оказывать антипролиферативное действие на раковые клетки. Действительно, противораковые и противоростовые эффекты бензимидазолов были обнаружены случайно при их использовании в качестве противопаразитарных средств во время испытаний на животных, при этом противораковая эффективность группы бензимидазолов была продемонстрирована в ряде исследований in vitro и in vivo. Кроме того, ее преобладающая активность по подавлению рака по сравнению с другими соединениями также была продемонстрирована в скрининговых тестах. Механизмы противоракового действия бензимидазолов еще не были четко выяснены, но было выявлено несколько механизмов, которые могут способствовать их эффекту подавления рака. Как показано на рисунке 1 , эффекты в основном опосредованы нарушением полимеризации микротрубочек, индукцию апоптоза или ингибирование ангиогенеза и метастазирования, а также, как недавно сообщалось, индукцию аутофагии, подавление гликолиза, модуляцию иммунной системы и ингибирование стволовости рака. Кроме того, было выявлено, что эта химическая группа демонстрирует преимущества в подавлении трудно поддающихся лечению видов рака, таких как ТНРМЖ, рак мозга и рак легких с мутацией KRAS, а также раковые клетки, устойчивые к химиотерапии в доклинических исследованиях, с возможностью синергии с общепринятыми методами лечения, включая лучевую терапию. Поэтому в последние годы возросли ожидания повторного использования этой группы препаратов в качестве лечения рака. Однако, несмотря на эти положительные результаты, клинических доказательств пока мало. Одно клиническое исследование фазы 1 и одно пилотное исследование сообщили о противоопухолевых эффектах ABZ, включая снижение уровней опухолевых маркеров. В двух отчетах о случаях метастазы регрессировали после лечения MBZ при раке надпочечников и метастатическом раке толстой кишки, в то время как адренокортикальная карцинома не прогрессировала в течение 19 месяцев во время применения MBZ. Ни в одном исследовании не сообщалось о противоопухолевых эффектах этих соединений в большой популяции. Мы попытались понять, почему вышеупомянутые противораковые эффекты не наблюдались в реальных клинических условиях.

   Во-первых, после обзора различных доклинических исследований мы определили, что, хотя были выявлены многие факторы и пути, связанные с противораковыми эффектами бензимидазолов, всеобъемлющие механизмы или точные основные цели, приводящие к этим противораковым действиям, не были полностью выяснены. Поэтому разработка лекарств для повторного использования бензимидазолов в качестве лечения рака неизбежно сталкивается с определенными неопределенностями в настоящее время, такими как трудности отбора пациентов во время клинических испытаний. На сегодняшний день клинические испытания, связанные с применением бензимидазола для лечения рака, в основном набирали участников с раком мозга (NCT01729260, NCT02644291 и NCT01837862), раком толстой кишки (NCT03925662) или солидными опухолями без подробной классификации, NCT00003709, NCT02366884 и NCT02201381). Критерии отбора пациентов не включали никакой конкретной информации, такой как типы линий раковых клеток или генетические характеристики пациентов-субъектов. Уточнение точного механизма противоракового действия и основных целей помогло бы сузить круг субъектов для участников. Во-вторых, мы попытались понять природу противораковых эффектов бензимидазолов, чтобы прояснить низкую эффективность, наблюдаемую в клинических данных, и выявили несколько факторов. На основании доклинических результатов было выявлено, что эффективность бензимидазолов сильно различается в зависимости от различных линий раковых клеток и используемых типов бензимидазолов. В частности, в трех скрининговых исследованиях, которые тестировались против клеточных линий меланомы (M-14 и SK-Mel-19), рака легких с мутацией K-RAS (A-549, H-23 и H-1573) и рака толстой кишки (HCT116 и RKO), несколько бензимидазолов продемонстрировали ингибирующее действие, но уровни этих эффектов различались в зависимости от типа бензимидазола. Бензимидазолы, которые оказали наиболее эффективное подавление, были MBZ против меланомы, MTZ и FBZ против рака легких с мутацией K-RAS и OBZ и MBZ против рака толстой кишки. В исследовании, проведенном Králová et al., были получены схожие результаты. ABZ и FВZ продемонстрировали очень высокое ингибирование линий клеток рака толстой кишки (SW480, SW620, Caco2 и HCT8), тогда как RBZ был неэффективен. Таким образом, конкретный бензимидазол, по-видимому, не обладает преобладающим противораковым эффектом. Более того, мы обнаружили доказательства противоракового действия бензимидазолов в обширном исследовании, проведенном Michaelis et al. В этом исследовании исследователи проверили ингибирующее действие FLZ на 321 линии раковых клеток с 26 раковыми образованиями. Они обнаружили, что FLZ имел IC 90 менее 5 мкМ для всех 26 раковых образований. Прежде всего, три объекта, а именно миелома, нейробластома и лейкемия, показали высокую чувствительность к FLZ со средним значением IC 90 менее 1 мкМ, что, как было показано, достижимо у мышей, тогда как только 117 (36%) из 321 общей клеточной линии имели IC 90 менее 1 мкМ. На основании этого мы определили, что противораковые эффекты FLZ также зависят от раковых объектов. Зависимость от клеточной линии также была зарегистрирована для противораковых эффектов паклитаксела, в котором было выявлено, что механизм цитотоксичности заключается в повышении регуляции рецептора смерти 5, тем самым активируя внешний путь апоптоза в клеточных линиях рака простаты, но не в клеточных линиях НМРЛ или рака молочной железы. Эти результаты указывают на то, что различия во внутриклеточных путях передачи сигнала между клеточными линиями могут вызывать зависимость от клеточной линии. Чтобы подтвердить эти наблюдения и распространить эту идею на противораковые эффекты других бензимидазолов, в ближайшем будущем необходимо провести обширный скрининг других бензимидазолов. Это изменение противораковых эффектов бензимидазолов на основе типа раковой сущности, клеточной линии или типа бензимидазола влияет на результаты клинических испытаний.

 
    Из-за этого бензимидазолы могут иметь ограниченное подавляющее действие на обширные раковые сущности или даже раковую сущность с различными клеточными линиями в клинических испытаниях, если только их концентрации в кровотоке не будут достаточно увеличены для подавления широкого спектра раковых клеток. Хотя различные бензимидазолы показали противоопухолевую активность во многих доклинических исследованиях, достаточный уровень эффективности должен быть продемонстрирован у большого количества участников посредством испытаний, чтобы они могли быть разработаны в качестве противораковой терапии. Поэтому при планировании клинического испытания экспериментальная группа должна быть специально ограничена участниками с определенным типом рака, который, как было показано, восприимчив к рассматриваемому бензимидазолу, или, в качестве альтернативы, может быть выбран тип бензимидазола, который уже проявил свои противораковые эффекты при относительно низких концентрациях; в любом случае проведение испытаний в больших масштабах является хорошей стратегией разработки, помогающей повысить эффективность подхода. Для получения информации для определения вышеупомянутых вопросов необходимо собрать более обширные доклинические данные по бензимидазолам. Наконец, последним препятствием для понимания противораковых эффектов бензимидазолов является их низкая биодоступность. Как объяснялось, значения C max для ABZ (0,047–0,1 мкМ при однократной дозе 400 мг [ 100 ]) и FLZ (0,016 мкМ при однократной дозе 2 г) считались низкими по сравнению со значениями IC 50 , наблюдаемыми в различных тестах in vitro. В пилотном исследовании и исследовании фазы 1, в которых сообщалось о противораковых эффектах ABZ, его вводили в дозе более 400 мг, то есть 10 мг/кг/день двумя или тремя разделенными дозами per os  и 400–1200 мг bidpo соответственно. Таким образом, плохая растворимость и абсорбция бензимидазолов или быстрый метаболизм ABZ также могут быть отнесены к их низкой противораковой эффективности в клинических условиях. Поэтому необходимо использовать различные вспомогательные вещества или новые технологии формулирования для повышения растворимости и абсорбции этих соединений. Кроме того, бензимидазолы вводились перорально во всех клинических испытаниях, описанных в Таблице 2 ; однако введение путем инъекции также может рассматриваться для лучшей эффективности, учитывая, что в большинстве испытаний in vivo, за исключением испытаний для MBZ, препараты не вводились перорально.

6. Выводы 
   В целом, хотя антигельминтики группы бензимидазола продемонстрировали противораковые эффекты во многих исследованиях in vitro и in vivo, клинических доказательств их противораковых эффектов пока мало.  
Мы предполагаем, что это можно объяснить тем фактом, что основные цели этих препаратов и их многочисленные противораковые свойства плохо изучены, а также низкой биодоступностью этих соединений. Поэтому будущие исследования должны изучить новые формулы и стратегии разработки для усиления противораковых эффектов бензимидазолов в клинических приложениях.