ПОЗАЦИКЛООКСИГЕНАЗНІ СИГНАЛЬНІ ШЛЯХИ ЯК МЕХАНІЗМ ТЕРАПЕВТИЧНОЇ АКТИВНОСТІ НЕСТЕРОЇДНИХ ПРОТИЗАПАЛЬНИХ ЗАСОБІВ У ПРОТИПУХЛИННОМУ ЛІКУВАННІ
DOI:
https://doi.org/10.32689/2663-0672-2023-1-3Ключові слова:
нестероїдні протизапальні засоби, позациклооксигеназні ефекти, PI3K/Akt/mTOR, PI3K/PTEN/Akt, NAG-1, Wnt/β-cateninАнотація
Актуальність теми дослідження. Запалення має тісний зв’язок з пухлинним процесом та відіграє ключову роль у формуванні та прогресуванні новоутворень. Пухлинні клітини фенотипово подібні до запальних, оскільки експресують цитокіни, хемокіни та їх рецептори. За останні десятиріччя з’ясовано, що нестероїдні протизапальні засоби (НПЗЗ) знижують смертність від певних видів раку, таких як рак товстої кишки, яєчників, передміхурової залози, шкіри, стравоходу, підшлункової залози, грудної залози, сечового міхура, голови та шиї, а також при гепатоцелюлярній карциномі. З’ясування ролі медіаторів запалення у пухлиногенезі, ангіогенезі та метастазуванні в останні роки, а також дані епідміологічних досліджень ефективності НПЗЗ у профілактиці онкологічних захворювань, створюють передумови активних досліджень молекулярних механізмів протиракової активності препаратів вказаної групи. Мета роботи – узагальнити сучасні відомості про незалежні від циклооксигенази сигнальні шляхи, на які діють НПЗЗ, як можливі мішені у лікуванні хворих на онкологічні захворювання. Матеріали та методи дослідження. Підбір публікацій виконано за базами даних PubMed, Clinical Key Elsevier, Cochrane Library та ін., у яких висвітлювались відомості про застосування НПЗЗ у лікуванні онкологічних захворювань. Результати та їх обговорення. Активація мітоген-активованих кіназ (MAPK), шляху NF-κB, шляху PI3K/Akt/ mTOR та шляху Wnt/β-катенін впливає на ключові процеси пухлинного росту, метастазування та апоптозу в ракових клітинах. Інгібування цих сигнальних шляхів за допомогою НПЗЗ може призводити до пригнічення клітинного росту, сприяння апоптозу та зниження інвазивності клітин раку. Крім того, ідентифікація генів, які регулюються НПЗЗ, відкриває можливості для подальшого розуміння молекулярних механізмів протипухлинної активності вказаних засобів. Дослідження в галузі сигнальних шляхів показують потенційну ефективність НПЗЗ в лікуванні різних типів раку та розширення їх застосування у протипухлинній терапії. Висновки. Дослідження позациклооксигеназних ефектів НПЗЗ слугують підґрунтям для проведення клінічних досліджень нових підходів до регуляції сигнальних шляхів пухлинного процесу та відкривають перспективи для покращення стратегій лікування раку.
Посилання
Zappavigna, S., Cossu, A. M., Grimaldi, A., Bocchetti, M., Ferraro, G. A., Nicoletti, G. F., Filosa, R., & Caraglia, M. (2020). Anti-Inflammatory Drugs as Anticancer Agents. International journal of molecular sciences, 21(7), 2605. https://doi.org/10.3390/ijms21072605
Kazberuk, A., Zareba, I., Palka, J., & Surazynski, A. (2020). A novel plausible mechanism of NSAIDs-induced apoptosis in cancer cells: the implication of proline oxidase and peroxisome proliferator-activated receptor. Pharmacological reports : PR, 72(5), 1152–1160. https://doi.org/10.1007/s43440-020-00140-z
Kune, G. A., Kune, S., & Watson, L. F. (1988). Colorectal cancer risk, chronic illnesses, operations, and medications: case control results from the Melbourne Colorectal Cancer Study. Cancer research, 48(15), 4399–4404.
Kolawole, O. R., & Kashfi, K. (2022). NSAIDs and Cancer Resolution: New Paradigms beyond Cyclooxygenase. International journal of molecular sciences, 23(3), 1432. https://doi.org/10.3390/ijms23031432
Mahmud, S., & Rosen, N. (2019). History of NSAID Use in the Treatment of Headaches Pre and Post-industrial Revolution in the United States: the Rise and Fall of Antipyrine, Salicylic Acid, and Acetanilide. Current pain and headache reports, 23(1), 6. https://doi.org/10.1007/s11916-019-0744-6
Ye, Y., Wang, X., Jeschke, U., & von Schönfeldt, V. (2020). COX-2-PGE2-EPs in gynecological cancers. Archives of gynecology and obstetrics, 301(6), 1365–1375. https://doi.org/10.1007/s00404-020-05559-6
Regulski, M., Regulska, K., Prukała, W., Piotrowska, H., Stanisz, B., & Murias, M. (2016). COX-2 inhibitors: a novel strategy in the management of breast cancer. Drug discovery today, 21(4), 598–615. https://doi.org/10.1016/j.drudis.2015.12.003
Nagaraju, G. P., & El-Rayes, B. F. (2019). Cyclooxygenase-2 in gastrointestinal malignancies. Cancer, 125(8), 1221–1227. https://doi.org/10.1002/cncr.32010
Hugo, H. J., Saunders, C., Ramsay, R. G., & Thompson, E. W. (2015). New Insights on COX-2 in Chronic Inflammation Driving Breast Cancer Growth and Metastasis. Journal of mammary gland biology and neoplasia, 20(3-4), 109–119. https://doi.org/10.1007/s10911-015-9333-4
Frejborg, E., Salo, T., & Salem, A. (2020). Role of Cyclooxygenase-2 in Head and Neck Tumorigenesis. International journal of molecular sciences, 21(23), 9246. https://doi.org/10.3390/ijms21239246
Yang, C. C., & Chang, K. W. (2018). Eicosanoids and HB-EGF/EGFR in cancer. Cancer metastasis reviews, 37(2-3), 385–395. https://doi.org/10.1007/s10555-018-9746-9
Lin, D. T., Subbaramaiah, K., Shah, J. P., Dannenberg, A. J., & Boyle, J. O. (2002). Cyclooxygenase-2: a novel molecular target for the prevention and treatment of head and neck cancer. Head & neck, 24(8), 792–799. https://doi.org/10.1002/hed.10108
Kolawole, O. R., & Kashfi, K. (2022). NSAIDs and Cancer Resolution: New Paradigms beyond Cyclooxygenase. International journal of molecular sciences, 23(3), 1432. https://doi.org/10.3390/ijms23031432
Husain, S. S., Szabo, I. L., Pai, R., Soreghan, B., Jones, M. K., & Tarnawski, A. S. (2001). MAPK (ERK2) kinase--a key target for NSAIDs-induced inhibition of gastric cancer cell proliferation and growth. Life sciences, 69(25-26), 3045–3054. https://doi.org/10.1016/s0024-3205(01)01411-4
Ou, Y. C., Yang, C. R., Cheng, C. L., Raung, S. L., Hung, Y. Y., & Chen, C. J. (2007). Indomethacin induces apoptosis in 786-O renal cell carcinoma cells by activating mitogen-activated protein kinases and AKT. European journal of pharmacology, 563(1-3), 49–60. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2007.01.071
Kim, T. I., Jin, S. H., Kim, W. H., Kang, E. H., Choi, K. Y., Kim, H. J., Shin, S. K., & Kang, J. K. (2001). Prolonged activation of mitogen-activated protein kinases during NSAID-induced apoptosis in HT-29 colon cancer cells. International journal of colorectal disease, 16(3), 167–173. https://doi.org/10.1007/s003840100301
Setia, S., Nehru, B., & Sanyal, S. N. (2014). Upregulation of MAPK/Erk and PI3K/Akt pathways in ulcerative colitisassociated colon cancer. Biomedicine & pharmacotherapy = Biomedecine & pharmacotherapie, 68(8), 1023–1029. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2014.09.006
Jia, Z., Zhang, H., Ma, C., Li, N., & Wang, M. (2021). Celecoxib enhances apoptosis of the liver cancer cells via regulating ERK/JNK/P38 pathway. Journal of B.U.ON. : official journal of the Balkan Union of Oncology, 26(3), 875–881.
Park, S. W., Kim, H. S., Hah, J. W., Jeong, W. J., Kim, K. H., & Sung, M. W. (2010). Celecoxib inhibits cell proliferation through the activation of ERK and p38 MAPK in head and neck squamous cell carcinoma cell lines. Anti-cancer drugs, 21(9), 823–830. https://doi.org/10.1097/CAD.0b013e32833dada8
Fan, Y., Mao, R., & Yang, J. (2013). NF-κB and STAT3 signaling pathways collaboratively link inflammation to cancer. Protein & cell, 4(3), 176–185. https://doi.org/10.1007/s13238-013-2084-3
Park, M. H., & Hong, J. T. (2016). Roles of NF-κB in Cancer and Inflammatory Diseases and Their Therapeutic Approaches. Cells, 5(2), 15. https://doi.org/10.3390/cells5020015
Cho, M., Gwak, J., Park, S., Won, J., Kim, D. E., Yea, S. S., Cha, I. J., Kim, T. K., Shin, J. G., & Oh, S. (2005). Diclofenac attenuates Wnt/beta-catenin signaling in colon cancer cells by activation of NF-kappaB. FEBS letters, 579(20), 4213–4218. https://doi.org/10.1016/j.febslet.2005.06.049
Stark, L. A., Din, F. V., Zwacka, R. M., & Dunlop, M. G. (2001). Aspirin-induced activation of the NF-kappaB signaling pathway: a novel mechanism for aspirin-mediated apoptosis in colon cancer cells. FASEB journal : official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology, 15(7), 1273–1275.
Drew, D. A., Cao, Y., & Chan, A. T. (2016). Aspirin and colorectal cancer: the promise of precision chemoprevention. Nature reviews. Cancer, 16(3), 173–186. https://doi.org/10.1038/nrc.2016.4
Butler, D. E., Marlein, C., Walker, H. F., Frame, F. M., Mann, V. M., Simms, M. S., Davies, B. R., Collins, A. T., & Maitland, N. J. (2017). Inhibition of the PI3K/AKT/mTOR pathway activates autophagy and compensatory Ras/Raf/MEK/ERK signalling in prostate cancer. Oncotarget, 8(34), 56698–56713. https://doi.org/10.18632/oncotarget.18082
Lu, Y., Liu, X. F., Liu, T. R., Fan, R. F., Xu, Y. C., Zhang, X. Z., & Liu, L. L. (2016). Celecoxib exerts antitumor effects in HL-60 acute leukemia cells and inhibits autophagy by affecting lysosome function. Biomedicine & pharmacotherapy = Biomedecine & pharmacotherapie, 84, 1551–1557. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2016.11.026
Cai, Y., Yousef, A., Grandis, J. R., & Johnson, D. E. (2020). NSAID therapy for PIK3CA-Altered colorectal, breast, and head and neck cancer. Advances in biological regulation, 75, 100653. https://doi.org/10.1016/j.jbior.2019.100653
Danielsen, S. A., Eide, P. W., Nesbakken, A., Guren, T., Leithe, E., & Lothe, R. A. (2015). Portrait of the PI3K/AKT pathway in colorectal cancer. Biochimica et biophysica acta, 1855(1), 104–121. https://doi.org/10.1016/j.bbcan.2014.09.008
Lui, V. W., Hedberg, M. L., Li, H., Vangara, B. S., Pendleton, K., Zeng, Y., Lu, Y., Zhang, Q., Du, Y., Gilbert, B. R., Freilino, M., Sauerwein, S., Peyser, N. D., Xiao, D., Diergaarde, B., Wang, L., Chiosea, S., Seethala, R., Johnson, J. T., Kim, S., Grandis, J. R. (2013). Frequent mutation of the PI3K pathway in head and neck cancer defines predictive biomarkers. Cancer discovery, 3(7), 761–769. https://doi.org/10.1158/2159-8290.CD-13-0103
Noorolyai, S., Shajari, N., Baghbani, E., Sadreddini, S., & Baradaran, B. (2019). The relation between PI3K/AKT signalling pathway and cancer. Gene, 698, 120–128. https://doi.org/10.1016/j.gene.2019.02.076
Lim, H. J., Crowe, P., & Yang, J. L. (2015). Current clinical regulation of PI3K/PTEN/Akt/mTOR signalling in treatment of human cancer. Journal of cancer research and clinical oncology, 141(4), 671–689. https://doi.org/10.1007/s00432-014-1803-3
Heidel, F. H., Bullinger, L., Feng, Z., Wang, Z., Neff, T. A., Stein, L., Kalaitzidis, D., Lane, S. W., & Armstrong, S. A. (2012). Genetic and pharmacologic inhibition of β-catenin targets imatinib-resistant leukemia stem cells in CML. Cell stem cell, 10(4), 412–424. https://doi.org/10.1016/j.stem.2012.02.017
Sareddy, G. R., Kesanakurti, D., Kirti, P. B., & Babu, P. P. (2013). Nonsteroidal anti-inflammatory drugs diclofenac and celecoxib attenuates Wnt/β-catenin/Tcf signaling pathway in human glioblastoma cells. Neurochemical research, 38(11), 2313–2322. https://doi.org/10.1007/s11064-013-1142-9
Huang, C., Chen, Y., Liu, H., Yang, J., Song, X., Zhao, J., He, N., Zhou, C. J., Wang, Y., Huang, C., & Dong, Q. (2017). Celecoxib targets breast cancer stem cells by inhibiting the synthesis of prostaglandin E2 and down-regulating the Wnt pathway activity. Oncotarget, 8(70), 115254–115269. https://doi.org/10.18632/oncotarget.23250
Baek, S. J., Kim, K. S., Nixon, J. B., Wilson, L. C., & Eling, T. E. (2001). Cyclooxygenase inhibitors regulate the expression of a TGF-beta superfamily member that has proapoptotic and antitumorigenic activities. Molecular pharmacology, 59(4), 901–908.
Jang, T. J., Kang, H. J., Kim, J. R., & Yang, C. H. (2004). Non-steroidal anti-inflammatory drug activated gene (NAG-1) expression is closely related to death receptor-4 and -5 induction, which may explain sulindac sulfide induced gastric cancer cell apoptosis. Carcinogenesis, 25(10), 1853–1858. https://doi.org/10.1093/carcin/bgh199
Huang, M. T., Chen, Z. X., Wei, B., Zhang, B., Wang, C. H., Huang, M. H., Liu, R., & Tang, C. W. (2007). Preoperative growth inhibition of human gastric adenocarcinoma treated with a combination of celecoxib and octreotide. Acta pharmacologica Sinica, 28(11), 1842–1850. https://doi.org/10.1111/j.1745-7254.2007.00652.x
Iguchi, G., Chrysovergis, K., Lee, S. H., Baek, S. J., Langenbach, R., & Eling, T. E. (2009). A reciprocal relationship exists between non-steroidal anti-inflammatory drug-activated gene-1 (NAG-1) and cyclooxygenase-2. Cancer letters, 282(2), 152–158. https://doi.org/10.1016/j.canlet.2009.03.006
Wynne, S., & Djakiew, D. (2010). NSAID inhibition of prostate cancer cell migration is mediated by Nag-1 Induction via the p38 MAPK-p75(NTR) pathway. Molecular cancer research: MCR, 8(12), 1656–1664. https://doi.org/10.1158/1541-7786. MCR-10-0342
Michalik, L., Auwerx, J., Berger, J. P., Chatterjee, V. K., Glass, C. K., Gonzalez, F. J., Grimaldi, P. A., Kadowaki, T., Lazar, M. A., O'Rahilly, S., Palmer, C. N., Plutzky, J., Reddy, J. K., Spiegelman, B. M., Staels, B., & Wahli, W. (2006). International Union of Pharmacology. LXI. Peroxisome proliferator-activated receptors. Pharmacological reviews, 58(4), 726–741. https://doi.org/10.1124/pr.58.4.5
Azevedo, M. F., Faucz, F. R., Bimpaki, E., Horvath, A., Levy, I., de Alexandre, R. B., Ahmad, F., Manganiello, V., & Stratakis, C. A. (2014). Clinical and molecular genetics of the phosphodiesterases (PDEs). Endocrine reviews, 35(2), 195–233. https://doi.org/10.1210/er.2013-1053
Cory, S., & Adams, J. M. (2002). The Bcl2 family: regulators of the cellular life-or-death switch. Nature reviews. Cancer, 2(9), 647–656. https://doi.org/10.1038/nrc883
