pobierz
Transkrypt
pobierz
Acta Haematologica Polonica 2008, 39, Nr 4, str. 727–741 PRACA POGLĄDOWA – Review Article ANNA KORYCKA Perspektywy leczniczego zastosowania nowych analogów nukleozydów purynowych Perspectives of therapeutical application of new purine nucleoside analogues Z Katedry i Kliniki Hematologii Uniwersytetu Medycznego w Łodzi Kierownik: Prof. dr hab. med. Tadeusz Robak STRESZCZENIE Pod koniec XX wieku zsyntetyzowano i wprowadzono do praktyki klinicznej nowe leki cytotoksyczne zaliczane do grupy analogów nukleozydów purynowych (ANP), takie jak fludarabina (FA), kladrybina (2-CdA) i pentostatyna (DCF). Poszukiwania nowych leków skutecznych w leczeniu chorób nowotworowych doprowadziły w ostatnich latach do rozpoczęcia badań przedklinicznych i klinicznych nad nową generacją ANP, wśród których istotne miejsce zajmuje klofarabina (CAFdA), nelarabina (ara-G) oraz forodezyna (BCx-1777). Pomimo, Ŝe wszystkie ANP mają strukturę chemiczną opartą o pierścień nukleozydowy, a mechanizm ich działania związany jest z indukcja apoptozy, poszczególne związki wykazują znaczne róŜnice dotyczące interakcji z enzymami zaangaŜowanymi w metabolizm adenozyny i guanozyny. CAFdA wykazuje skuteczność w leczeniu ostrej białaczki szpikowej (OBS), ostrej białaczki limfoblastycznej (OBL), kryzy blastycznej przewlekłej białaczki szpikowej (PBS-FB) oraz zespołów mielodysplastycznych (MDS). Lek ten ponadto wydaje się być skuteczny w leczeniu opornych i nawrotowych postaci białaczki u dzieci. Nelarabina jest rozpuszczalnym w wodzie prekursorem arabinozydu guanozyny (ara-G), będącym jej aktywnym metabolitem. Jest ona stosowana jako leczenie trzeciej linii, zarówno u dzieci, jak i u dorosłych chorych na T-komórkową postać OBL oraz chłoniaka limfoblastycznego T-komórkowego. Forodezyna wykazuje skuteczność w leczeniu chorób proliferacyjnych wywodzących się z linii T-komórkowej, takich jak chłoniaki nieziarnicze, chłoniak skórny oraz OBL. Ostatnie badania wskazują takŜe na celowość jej zastosowania w leczeniu przewlekłej białaczki limfocytowej B-komórkowej (B-PBL). SŁOWA KLUCZOWE: Analogi nukleozydów purynowych – Kladrybina – Fludarabina – Klofarabina – Nelarabina – Forodezyna SUMMARY At the end of XX century new cytotoxic drugs belonging to the purine nucleoside analogues (PNA), such as fludarabine (FA), cladribine (2-CdA) and pentostatin (DCF) were synthesized and introduced into clinical practice. The search of novel antineoplastic drugs in the last years has led to the start of preclinical and clinical studies with new generation of PNA, among which an important place take clofarabine (CAFdA), nelarabine (ara-G) and forodesine (BCx-1777). Despite all the PNA having chemical structure based on nucleoside ring, and apoptosis playing 728 A. KORYCKA the main role in the mechanism of their action, they show differences, especially concerning their interactions with enzymes involved in adenosine and guanosine metabolism. CAFdA exhibits an efficacy in both AML and acute lymphoblastic leukemia (ALL), blast crisis of chronic myelogenous leukemia (CML-BP) and myelodysplastic syndromes (MDS). This agent is also active in pediatric patients with relapsed or refractory leukemias. Nelarabine is a water-soluble prodrug of guanine nucleoside analogue (ara-G), which is its active metabolite. It is used as a third line treatment in pediatric and adult patients with selectively toxic to mature T-cells ALL and T-cell lymphoblastic lymphoma. Forodesine could be useful for the treatment of human T-cell proliferative disorders, especially T-cell non Hodgkin’s lymphoma, which includes cutaneous T-cell lymphoma (CTCL) and T-cell ALL. Recently, great hopes are also set on the use of forodesine in BCLL. KEY WORDS: Purine nucleoside analogues – Cladribine – Fludarabine – Clofarabine – Nelarabine – Forodesine WPROWADZENIE W ciągu ostatnich trzydziestu lat obserwuje się istotny postęp w poszukiwaniu nowych leków, skutecznych w leczeniu chorób nowotworowych. Zsyntetyzowano i wprowadzono do badań przedklinicznych i klinicznych nowe grupy leków o działaniu cytotoksycznym, dzięki którym moŜliwe jest uzyskiwanie większego odsetka remisji oraz przedłuŜenie Ŝycia chorych. Wśród leków tych istotne miejsce zajmują analogi nukleozydów purynowych (ANP), wykazujące zarówno działanie przeciwnowotworowe, jak i immunosupresyjne. Trzy z nich: fludarabina (2-fluoro-9-(β-D-arabinofuranozylo)adenina; 2-fluoroadenozyna; FA), kladrybina (2-chloro-9-(2’-deoksy-β-Darabinofuranozylo)adenina; 2-chloro-2’-deoksyadenozyna; 2-CdA) oraz pentostatyna (2’-deoksykoformycyna; DCF) zostały w latach 90. zaaprobowane przez FDA do leczenia chorób nowotworowych układu krwiotwórczego (Ryc. 1) (1–4). Cechuje je skuteczność w leczeniu chorób nowotworowych zarówno linii limfo-, jak i mieloidalnej oraz bezpieczny profil toksyczności. Wyniki badań klinicznych wskazują, Ŝe leki te mogą być stosowane zarówno w monoterapii, jak równieŜ w skojarzeniu z innymi lekami cytotoksycznymi lub przeciwciałami monoklonalnymi (3–7). DCF oraz 2-CdA są obecnie lekami z wyboru w leczeniu białaczki włochatokomórkowej, natomiast FA i 2-CdA zarówno w monoterapii, jak i w leczeniu skojarzonym wykazują duŜą skuteczność w leczeniu przewlekłej białaczki limfocytowej B-komórkowej (B-PBL) oraz indolentnych chłoniaków nieziarniczych, wywodzących się zarówno z linii B, jak i T komórkowej (5–9). W skojarzeniu z innymi lekami, ANP są ponadto stosowane w leczeniu ostrej białaczki szpikowej (OBS) oraz zespołów mielodysplastycznych (MDS), a FA znajduje zastosowanie w kondycjonowaniu do niemieloablacyjnych przeszczepów komórek krwiotwórczych (10, 11). Pojawiają się takŜe doniesienia opisujące pozytywne wyniki zastosowania ANP u chorych ze stwardnieniem rozsianym, niedokrwistością autoimmunohemolityczną, reumatoidalnym zapaleniem stawów, toczniem rumieniowatym oraz łuszczycą (12, 13). Obecnie duŜe nadzieje budzą ponadto trzy nowe ANP, które zsyntetyzowano w ostatnich latach i poddano zarówno badaniom in vitro, jak i próbom klinicznym. NaleŜą do nich klofarabina (2-chloro-9-(2’-fluoro-2’-deoksyarabinofuranozylo)adenina; Perspektywy leczniczego zastosowania nowych analogów 729 CAFdA), nelarabina (6-metoksy-9-(D-arabinofuranozylo)guanina) oraz forodezyna (immucylina H, BCX-1777) (Ryc. 1) (14–16). CAFdA, podobnie do 2-CdA, jest N N Cl HO N N N N NH2 NH 2 NH2 F HO O N N O fludarabina 2-choro-9-(2’-deoksy-Darabinofuranozylo)adenina; 2-CdA O N HN H 2N H H pentostatyna H N O H HO OH nelarabina 2’-deoksykoformycyna DCF N N HO 6-metoksy-9-(D-arabinofuranozylo)guanina; ara-G H N HN N N O HO O N N HO 2-chloro-9-(2’-deoksy-2’-fluoroD-arabinofuranozylo)adenina; CAFdA CH 3 N F klofarabina 2-fluoro-9-(D-arabinofuranozylo)adenina; FA H H HO HO kladrybina N N HO OH H HO Cl O H HO N N HO H HO OH forodezyna 7-(3,4-dihydeoksy-5-hydroksymetylopi[rolidyn-2-yl)-3,5-dihydropirolo[3,2-d]pirymidyn-4-one immucylina H, BCX-1777 Ryc. 1. Struktura chemiczna analogów nukleozydów purynowych Fig. 1. Chemical structure of purine nucleoside analogues analogiem deoksyadenozyny. Wykazuje ona skuteczność w leczeniu OBS, ostrej białaczki limfoblastycznej (OBL), kryzy blastycznej przewlekłej białaczki szpikowej (PBS-FB) oraz MDS (14, 17, 18). Lek ten ponadto wydaje się być skuteczny w leczeniu opornych i nawrotowych postaci białaczki u dzieci (19). Nelarabina jest rozpuszczalnym w wodzie prekursorem arabinozydu guanozyny (ara-G), będącym jej aktywnym metabolitem, stosowanym jako leczenie trzeciej linii, zarówno u dzieci powyŜej 730 A. KORYCKA 4 roku Ŝycia, jak i u dorosłych chorych na T-komórkową postać OBL oraz chłoniaka limfoblastycznego T-komórkowego (15, 20). Trzeci lek – forodezyna naleŜy grupy analogów 9-deazanukleozydów, będących inhibitorami fosforylazy nukleozydów purynowych (PNP) i określanych mianem immucylin (16, 21–23). Preparat ten wykazuje skuteczność w leczeniu chorób proliferacyjnych wywodzących się z linii T-komórkowej, takich jak chłoniaki nieziarnicze, chłoniak skórny oraz OBL (24). Ostatnie badania wskazują takŜe na celowość zastosowania forodezyny w leczeniu B-PBL (25). Jakkolwiek wszystkie ANP posiadają podobną strukturę chemiczną opartą o pierścień nukleozydowy, są one stosowane w leczeniu róŜnych chorób nowotworowych i wykazują znamienne róŜnice dotyczące interakcji z enzymami zaangaŜowanymi w metabolizm adenozyny i guanozyny. FA, 2-CdA oraz CAFdA aby uzyskać aktywność biologiczną podlegają wewnątrzkomórkowej fosforylacji, a ich działanie cytotoksyczne jest zaleŜne od akumulacji w komórkach ich trójfosforanowych pochodnych (ANP-TP) (13, 26). W przeciwieństwie do nich, aktywność biologiczna pozostałych ANP nie jest bezpośrednio związana z procesem fosforylacji. Nelarabina wymaga bowiem wstępnej konwersji do ara-G, który jako aktywny metabolit podlega fosforylacji do trójfosforanu ara-G (Ara-GTP) (13, 15). Forodezyna blokuje natomiast katalizowaną przez PNP fosforolizę 2’-deoksyguanozyny (dGuo) do guaniny (Gu) i α-D-1fosforanu 2’-deo-ksyrybozy, prowadząc do zmiany szlaku metabolicznego, w wyniku którego dGuo ulega ostatecznie fosforylacji do deoksyguanozyno-5’-trifosforanu (dGTP) (16). Pomimo, iŜ metabolizm poszczególnych ANP jest róŜny, mechanizm ich działania związany jest głównie z indukcją apoptozy. W mechanizmie działania ANP istotną rolę pełni takŜe deaminaza adenozynowa (ADA). Podstawienie atomu wodoru w pierścieniu adeninowym atomem chlorowca powoduje bowiem oporność FA, 2-CdA oraz CAFdA na działanie ADA, co z kolei prowadzi do zwiększenia akumulacji leków w komórkach. Enzym ten uczestniczy ponadto w demetoksylacji nelarabiny do ara-G, a w przypadku DCF, będącego inhibitorem ADA, powoduje zwiększenie w komórkach aktywności deoksyadenozyno trójfosforanów (dATP), co ostatecznie prowadzi do zahamowania syntezy DNA i kieruje komórki na drogę apoptozy (27, 28). STRUKTURA CHEMICZNA I MECHANIZM DZIAŁANIA Klofarabina CAFdA jest lekiem naleŜącym do nowej generacji ANP, w którego syntezie wykorzystano połączenie najlepszych właściwości farmakokinetycznych FA i 2-CdA (18). W budowie cząsteczki leku, podobnie jak w przypadku ww. związków, atom wodoru w pozycji 2 pierścienia adeninowego został podstawiony atomem chlorowca, co spowodowało oporność na działanie ADA. Dalsza modyfikacja cząsteczki 2-CdA polegająca na podstawieniu atomu wodoru atomem fluoru w pozycji 2’ pierścienia deoksyrybozy doprowadziła ostatecznie do zsyntetyzowania CAFdA (Ryc. 1). Dzięki takiej modyfikacji CAFdA cechuje większa stabilność w środowisku kwaśnym, wzrost Perspektywy leczniczego zastosowania nowych analogów 731 dostępności biologicznej po podaniu doustnym, a ponadto zmniejszenie wraŜliwości na działanie PNP (29). Pierwszym etapem wewnątrzkomórkowego działania CAFdA jest jej wniknięcie do komórki za pośrednictwem jednego ze specyficznych błonowych transporterów nukleozydowych (NT). Wśród kilku ostatnio opisywanych NT, cztery zdefiniowano jako transportery niezaleŜne od pompy sodowo-potasowej i transportujące leki odwrotnie do gradientu stęŜeń (human equilibrative nucleoside transporters, hENT), natomiast pięć innych to transportery zaleŜne od sodu, przenoszące leki zgodnie z gradientem stęŜeń (human concentrative nucleoside transporters, hCNT) (30, 31). Istotną cechą wszystkich NT jest ich zdolność do transportowania przez błonę komórkowa jedynie form zdefosforylowanych. Po wniknięciu do komórki, CAFdA ulega konwersji do trifosforanu (CAFdA-TP). W procesie fosforylacji uczestniczą dwa enzymy: cytozolowa kinaza deoksycytydynowa (dCK) oraz mitochondrialna kinaza deoksyguaninowa (dGK), podczas gdy defosforylacja zachodzi przy udziale 5’-nukleotydazy (5’-NT). W komórkach limfoidalnych przewaŜa wysoka aktywność dCK prowadząca do akumulacji ufosforylowanych metabolitów, które hamują procesy syntezy DNA i RNA i indukują apoptozę, wpływając na kontrolę cyklu komórkowego i drogi przekazywania sygnałów komórkowych (29). CAFdA, w przeciwieństwie do innych leków przeciwnowotworowych, a podobnie jak wszystkie ANP, wywiera swoje działanie na komórki będące zarówno w fazie spoczynku, jak i na te, które znajdują się w cyklu mitotycznym (32, 33). W komórkach dzielących się CAFdA-TP działa poprzez zahamowania aktywności polimeraz DNA lub reduktazy rybonukleotydowej (RR). Związek ulega wbudowaniu do łańcucha DNA, prowadząc do zahamowania jego syntezy lub naprawy, co w efekcie prowadzi do akumulacji pęknięć DNA i do zaprogramowanej śmierci komórki. W komórkach spoczynkowych pod wpływem leku dochodzi do zachwiania metabolizmu komórkowego i skierowania komórki na drogę apoptozy poprzez tzw. wewnątrzkomórkowy szlak indukcji apoptozy. W wyniku uszkodzenia DNA dochodzi do zwiększenia ekspresji genu p53, pełniącego kluczowa rolę w regulacji cyklu komórkowego i apoptozie. Białko p53 aktywuje bowiem białka proapoptotyczne, m.in. Bax i Bak, co prowadzi do zmian potencjału mitochondrialnego, uwolnienia cytochromu c z mitochondrium do cytozolu i utworzenia kompleksu złoŜonego z cytochromu c, prokaspazy-9 i czynnika aktywującego proteazy (APAF-1, apoptotic protease activating factor-1), nazwanego apoptosomem. Aktywacja kaskady kaspaz prowadzi do uczynnienia kaspazy-3, kondensacji i fragmentacji DNA, w efekcie powodując apoptozę (Ryc. 2) (29, 34). W działaniu cytotoksycznym ANP podkreśla się równieŜ rolę bezpośredniego mechanizmu związanego z permabilizacją błony mitochondrialnej i uwalnianiem białek proapoptotycznych, jak równieŜ udział szlaku zewnątrzkomórkowego poprzez aktywację receptora Fas/CD95 (29, 35) . 732 A. KORYCKA ANP – analog nukleozydów purynowych; FA – fludarabina; 2-CdA – 2-chlorodeoksyadenozyna; CAFdA – klofarabina; ara-G – arabinozyd guanozyny; dGuo – deoksyguanozyna; Gu – guanina; dCK – kinaza deoksycytydynowa; dGK – kinaza deoksyguanozynowa; 5’-NT- 5’ – nukleotydaza; ADA – deaminaza adeninowa; ANP-MP – monofosforan analogu nukleozydu purynowego; FA-MP – monofosforan fludarabiny; FA-TP – trifosforan fludarabiny; PNP- fosforylaza nukleozydów purynowych; AIF – apoptosis inducing factor (czynnik indukujący apoptozę); APAF-1 – apoptotic protease activating factor (czynnik aktywujący proteazy) Ryc. 2. Mechanizm działania ANP Fig. 2. Mechanism of PNA action Nelarabina Ara-G zsyntetyzowano na początku lat 60. XX wieku. Związek ten nie znalazł jednak klinicznego zastosowania ze względu na bardzo małą rozpuszczalność. Badania kolejnych lat zaowocowały zsyntetyzowaniem prekursora ara-G – nelarabiny, będącej analogiem guanozyny, w którym w pozycji 6 pierścienia guaniny podstawiono atom wodoru grupą metoksylową (Ryc. 1). Modyfikacja cząsteczki ara-G spowodowała dziesięciokrotny wzrost rozpuszczalności związku (13, 15). Nelarabina podana doŜylnie ulega we krwi demetoksylacji do ara-G przy udziale ADA. Powstały w wyniku tej reakcji związek jest następnie transportowany przez specyficzne hENT do wnętrza komórki (36). W przeciwieństwie do innych ANP, postacią aktywną nelarabiny nie jest trifosforan nelarabiny, ale ara-GTP (Tab. 1). Wewnątrz- Perspektywy leczniczego zastosowania nowych analogów 733 komórkowa fosforylacja ara-G, zachodząca przy udziale cytozolowej dCK lub mitochondrialnej dGK prowadzi bowiem do powstania ara-GTP, którego akumulacja powoduje zahamowanie syntezy lub naprawy DNA, prowadząc do nagromadzenia pęknięć nici DNA i ostatecznie kieruje komórkę na drogę apoptozy (Ryc. 2) (37). Forodezyna Forodezyna jest zaliczana do tzw. immucylin, nowej klasy związków o działaniu przeciwnowotworowym. Immucyliny stanowią grupę D-rybofuranozylo-Cglikozydowych analogów naturalnych nukleozydów, posiadających w pierścieniu azot i modyfikowanych w pozycji 2’, 3’ lub 5’ azacukru lub w pozycji 6, 7 lub 8 deazapuryny. Badania in vitro wykonane na ludzkich liniach komórkowych wykazały, Ŝe tzw. immucylina H, w obecności dGuo selektywnie hamuje proliferację limfocytów T zarówno nowotworowych, jak i aktywowanych przez miogeny i działa 10–100 razy silniej niŜ inne znane inhibitory PNP (38). Aktywność antyproliferacyjna forodezyny spowodowana jest działaniem nukleozydu, a nie trifosforanu, jak to ma miejsce w przypadku innych ANP. Związek ten nie działa poprzez wbudowywanie do DNA i hamowanie syntezy kwasów nukleinowych, natomiast selektywnie blokuje działanie PNP (13, 25). W warunkach fizjologicznych dGuo ulega fosforolizie przy udziale PNP do Gu i α-D-1fosforanu 2’deoksyrybozy, stąd teŜ jej stęŜenie w osoczu jest niewykrywalne. W przypadku braku lub zahamowania aktywności PNP, spowodowanego np. działaniem forodezyny, dGuo osiąga w osoczu wysokie stęŜenie i przy udziale spe- 734 A. KORYCKA cyficznych błonowych NT jest transportowana do wnętrza komórki. Następnie przy udziale dCK ulega ona fosforylacji początkowo do deoksyguanozyno-5’-monofosforanu (dGMP), a ostatecznie do DTP (Ryc. 2). Wzrost osoczowego stęŜenia dGuo i wewnątrzkomórkowego poziomu dGTP, koreluje z zahamowaniem proliferacji limfocytów T (23). W warunkach fizjologicznych dGuo wykazuje większe powinowactwo do PNP niŜ do dCK. Niemniej jednak zahamowanie aktywności PNP uaktywnia dCK i dGK, prowadząc do wewnątrzkomórkowej konwersji dGuo do aktywnego dGTP. Wysokie wewnątrzkomórkowe stęŜenie dGTP powoduje z kolei hamowanie działania RR, prowadząc do zachwiania równowagi w puli deoksynukleotydowych triosforanów (dNTP) i uszkodzenia DNA (22, 38). Zwiększona ekspresja białka p53, pełniącego kluczową rolę w regulacji cyklu komórkowego, poprzez białka proapoptotyczne i apoptosom powoduje uaktywnienie kaskady kaspaz i wiedzie do apoptozy (13). FARMAKOKINETYKA Klofarabina W ostatnich latach wiele uwagi poświecono badaniom oceniającym właściwości farmakokinetyczne oraz toksyczność CAFdA (14, 39, 40). Badaniami objęto zarówno dzieci, jak i dorosłych chorych z rozpoznaniem ostrej białaczki. Po zastosowaniu klofarabiny w dawce 40 mg/m2 w 1-godzinnej infuzji doŜylnej obserwowano liniowy, zaleŜny od zastosowanej dawki, wzrost stęŜenia leku w osoczu, przy czym średnie stęŜenie CAFdA wynosiło 1.0 µM (0,26–1,94 µM) (40). Aktywność CAFdA-TP oznaczana w krąŜących blastach białaczkowych wykazywała róŜnice osobnicze i wahała się w zakresie 1–44 µM (śr. 15 µM). Wykazano, Ŝe zastosowanie rosnących dawek klofarabiny (do 30 mg/m2) powodowało wzrost wewnątrzkomórkowej akumulacji CAFdATP, podczas gdy dalsze zwiększanie dawki nie miało wpływu na aktywność trifosforanu. W komórkach blastycznych chorych, u którzy uzyskano odpowiedz na leczenie wykazano większą akumulację CAFdA-TP, a aktywność trifosforanu po 24 godzinach wynosiła powyŜej 50% aktywności początkowej. Tak wolnej eliminacji leku nie obserwowano w przypadku Ŝadnego innego analogu puryn. Nie obserwowano ponadto znamiennych róŜnic dotyczących wewnątrzkomórkowej aktywności CAFdA-TP w blastach białaczkowych wywodzących się z linii mielo, jak i limfoidalnej (14, 40). W badaniach I fazy u chorych z opornymi na chemioterapię guzami litymi oraz nowotworowymi chorobami hematologicznymi stosowano CAFdA w celu ustalenia dawki wywołującej działanie toksyczne (dose-limiting toxicity, DLT) oraz maksymalnej dawki tolerowanej (maximum-tolerated dose, MTD) (14, 19). Wykazano, Ŝe u chorych z rozpoznaniem ostrej białaczki, MDS lub kryzy blastycznej PBS, DLT powodująca odwracalną hepatotoksyczność wynosiła 55 mg/m2, stąd rekomendowaną dawkę dla tych chorych jest 40 mg/m2. Dla chorych z guzami litymi i chorobami limfoproliferacyjnymi DLT skutkująca mielosupresją wynosiła 15 mg/m2, natomiast dawka rekomendowana wynosiła 2 lub 4 mg/m2 przez 5 kolejnych dni, co 3–6 tygodni, w jednogodzinnej infuzji (41). IC50 oceniane w badaniach in vitro wynosiło 11–26 nM (42). Perspektywy leczniczego zastosowania nowych analogów 735 Jeha i wsp. (19) opublikowali pierwsze wyniki badań dotyczących zastosowania klofarabiny u dzieci z oporną lub nawrotową OBS lub OBL. Autorzy ci wykazali, Ŝe w powyŜszych przypadkach wskazane jest stosowanie CAFdA w dawce 52 mg/m2 w dwugodzinnej infuzji przez 5 kolejnych dni. DLT powodująca hepatotoksyczność oraz rumień skórny wynosiła u tych chorych 70 mg/m2 . Do głównych objawów niepoŜądanych obserwowanych w wyniku stosowania CAFdA naleŜą: przemijające bóle głowy, odczyny skórne w miejscu podania leku, nudności, wymioty, hepatotoksyczność, mielosupresja oraz gorączka neutropeniczna (17). Nelarabina Farmakokinetykę nelarabiny badano u chorych z opornymi nowotworami układu krwiotwórczego. Zastosowanie preparatu w dawce 5–75 mg/kg w jednogodzinnej infuzji doŜylnej powodowało zaleŜny od zastosowanej dawki wzrost stęŜenia ara-G w osoczu. Maksymalne stęŜenie ara-G (Cmax) mierzone w osoczu 15 min po zakończeniu podawania leku, wynosiło 11,6–308,7 µM (15). W przeciwieństwie do nelarabiny, dla której czas połowiczego rozpadu (T1/2) wynosił 14,1 min. u dzieci i 16,6 min. u dorosłych chorych, ara-G ulegał znacznie wolniejszej eliminacji, przy wartości T1/2 wynoszącej średnio 4,2 godz. (1,8–5,6 godz.) (15). Podobnie jak w przypadku CAFdA, wewnątrzkomórkowa akumulacja ara-GTP miała charakter liniowy i zaleŜała od zastosowanej dawki. Klirens osoczowy ara-G był dodatnio skorelowany z klirensem kreatyniny i był wyŜszy u dzieci niŜ u dorosłych. Lek powinien być podawany i.v. przez 1 godzinę, przez 5 kolejnych dni, w cyklach co 21–28 dni. Wykazano ponadto, Ŝe MTD dla dorosłych wynosi 40mg/kg, natomiast dla dzieci 60 mg/kg. Do głównych działań niepoŜądanych nelarabiny naleŜą objawy neurologiczne ze strony ośrodkowego i obwodowego układu nerwowego, pojawiające się najczęściej w pierwszym tygodniu po podaniu leku i stanowiące podstawowe ograniczenie jej stosowania. Często obserwuje się ponadto neutropenię oraz trombocytopenię (43). Forodezyna W badaniach in vitro Bantia i wsp. (23) wykazali, Ŝe forodezyna w stęŜeniu 1 µM, w obecności 3–10 µM dGuo powoduje zahamowanie proliferacji powyŜej 50% prawidłowych ludzkich limfocytów. IC50 dla forodezyny w przypadku limfocytów aktywowanych IL-2 lub fitoghemaglutyniną wynosił poniŜej 0,1–0,38 µM. W badaniach klinicznych wykazano, Ŝe biodostępność forodezyny podanej doustnie u chorych onkologicznych wynosiła ok. 30% (24). Po zastosowaniu doŜylnym 40 mg/m2, maksymalne stęŜenie forodezyny (Cmax) wynosiło 5,4 µM, a dGuo 2,6–34 µM (śr. 14 µM). Wykazano, Ŝe forodezyna jest eliminowana powoli, w 54–73% przez nerki. T1/2 dla forodezyny wynosi ok. 3 godz., a dla dGuo ok. 12s. (44). T1/2 dla dGTP w limfocytach T-OBL wynosił 11–18 godzin, podczas gdy w prawidłowych limfocytach wynosił tylko 4 godziny (23). StęŜenie dGuo w prawidłowym osoczu jest 736 A. KORYCKA niewykrywalne i wynosi poniŜej 0,004 µM, natomiast u chorych z niedoborem PNP waha się w granicach 5–15 µM. Obecnie lek moŜe być stosowany doŜylnie, jak równieŜ doustnie (45). Wśród objawów niepoŜądanych stwierdzono limfopenię oraz bóle głowy (94%), nudności (33%) i zawroty głowy (28%) (24, 45). ZASTOSOWANIE KLINICZNE Klofarabina Badania kliniczne I i II fazy dowodzą, Ŝe klofarabina zastosowana w monoterapii wykazuje skuteczność w leczeniu chorób limfo-i mieloidalnych zarówno u dorosłych, jak i u dzieci (40, 46). Zastosowanie CAFdA u dzieci w dawce 52 mg/m2 powodowało uzyskanie całkowitej remisji u 26% chorych na OBS i u 31% chorych na OBL. Średnie całkowite przeŜycie dla chorych na OBS i OBL wynosiło odpowiednio 39 i 42 tygodnie (46). Ponadto, badania wykonane u 62 dorosłych chory na oporną lub nawrotowa OBS, wysokiego ryzyka MDS, PBS-FB oraz OBL wykazały, Ŝe podawanie CAFdA w dawce 40 mg/m2 iv przez 1 godzinę, przez 5 kolejnych dni, co 3–6 tygodni, pozwoliło uzyskać całkowitą remisję (CR) lub częściową remisję (PR) u 48% chorych, w tym CR u 42% chorych na OBS i u 25% chorych na MDS (40). W ostatnich latach podejmowane są równieŜ próby stosowania klofarabiny w leczeniu skojarzonym. Terapia klofarabiną w dawce 40 mg/m2, zastosowaną pomiędzy 2–6 dniem cyklu i arabinozydem cytozyny (ara-C) w dawce 1 g/m2 i.v. w dniach 1–5 pozwoliła uzyskać remisję u 41% chorych na OBS lub MDS, a średni czas trwania remisji wynosił 3,2 mies. (0,5–14 mies.) (47). Korzystne efekty uzyskano takŜe w wyniku skojarzonego leczenia cyklofosfamidem w dawce 200 mg/m2 i CAFdA w dawce zredukowanej do 10 lub 20 mg/m2 i podawanej pierwszego dnia cyklu (48). W 2004 r. Food and Drug Administration (FDA), natomiast w roku 2005 European Medicines Agency (EMA) zaaprobowały klofarabinę do leczenia dzieci chorych na OBL, opornych na terapię lub w nawrocie choroby jako III linię leczenia chemioterapeutycznego. W USA i Kanadzie lek został zarejestrowany pod nazwą Cloral®, natomiast w Europie, Australii i Nowej Zelandii jako Evoltra®. Ponadto 1 czerwca 2008 r. Evoltra została w Europie zaakceptowana do leczenia OBS u osób starszych, u których występuje jedno z następujących wskazań: wtórna OBS, wiek powyŜej 70 lat, obecność niekorzystnych aberracji cytogenetycznych oraz przeciwwskazania do zastosowania intensywnej chemioterapii. Nelarabina Nelarabiana wykazuje największą skuteczność w leczeniu chorych na rozrosty Tkomórkowe (OBL oraz złośliwy chłoniak nieziarniczy T-komórkowy) (49). Badania II fazy wykonane w grupie 106 chorych opornych na leczenie lub w nawrocie chorób wywodzących się z linii T-komórkowej wykazały skuteczność preparatu i pozwoliły na Perspektywy leczniczego zastosowania nowych analogów 737 uzyskanie całkowitej remisji u 55% chorych w pierwszym nawrocie i u 24% chorych w drugim nawrocie choroby (20). Dawka początkowa nelarabiny wynosiła 1,2 g/m2 dziennie przez 5 kolejnych dni, w cyklach powtarzanych co 21 dni. Próby łącznego zastosowania nelarabiny z innymi lekami przeciwnowotworowymi wskazują m.in. na celowość terapii skojarzonej nelarabiny z FA (50). Podawanie nelarabiny w dawce 1,2 g/m2 w dniu 1,3 i 5 oraz FA, 4 godziny przed nelarabiną, w dawce 30 mg/ m2, w dniu 3 i 5 pozwoliło na uzyskanie częściowej lub całkowitej remisji u 54% chorych. Ponadto zastosowanie nelarabiny u chorych opornych na inne PNA, m.in. 2-CdA i FA, pozwoliło na uzyskanie remisji lub stabilizacji choroby. W czerwcu 2005 r. nelarabina została zaaprobowana przez EMA pod nazwą handlową Altriance®, natomiast w październiku 2005 r. lek uzyskał akceptacje FDA i w USA został zarejestrowany pod nazwą Arranon®. Wskazaniem do stosowania preparatu jest leczenie opornych postaci T-OBL oraz chłoniaków nieziarniczych Tkomórkowych, u chorych którzy nie odpowiedzieli na zastosowane wcześniej leczenie lub teŜ, u których wystąpił nawrót po przynajmniej dwóch wcześniejszych liniach leczenia. Zalecana dawka leku dla dorosłych chorych wynosi 1500 mg/m2 iv. Lek podawany jest przez ponad 2 godziny w dniach 1, 3, i 5, w cyklach powtarzanych co 21 dni. U dzieci zaleca się zastosowanie dawki 650 mg/m2 w jednogodzinnej infuzji przez 5 kolejnych dni cyklu, powtarzanego co 21 dni (51). Forodezyna Dotychczas opublikowano wyniki niewielu badań klinicznych I i II fazy, dotyczących zastosowania forodezyny u chorych na białaczki, chłoniaki i nowotwory niehematologiczne (44, 52). Furman i wsp. (52) w wieloośrodkowych, randomizowanych badanich II fazy u 34 chorych na T-OBL i T-komórkową białaczkę prolimfocytową (T-BP), stosowali forodezynę w dawce 40 mg/m2. Odpowiedź uzyskano u 32,4% chorych, w tym całkowitą remisję (CR) u 20,6%. Czas do progresji wynosił 77–398 dni, natomiast całkowite przeŜycie 77 do 459 dni. Forodezyna była dobrze tolerowana u większości chorych, jednakŜe dostępne publikacje nie podają dawki limitującej toksyczność. Wśród objawów niepoŜądanych najczęściej obserwowano nudności, wymioty, bóle głowy, depresję, nadciśnienie, hipokalcemię oraz neutropenię i trombocytopenię (52, 53). PowaŜne objawy niepoŜądane zaobserwowano jedynie u trzech chorych. U chorego z białaczką dwufenotypową wystąpiło zapalenie płuc wywołane wirusem cytomegalii, u chorego z Zespołem Sezary’ego doszło do przejściowego wzrostu stęŜenia transaminaz, natomiast u chorego z nawrotem chłoniaka T-komórkowego pojawiły się objawy neurologiczne (44, 52). Duvic i wsp. (53) oceniali skuteczność forodezyny stosowanej p.o. w dawkach 40– 320 mg/m2 u 28 chorych na T-komórkowego chłoniaka skórnego. Odpowiedź na leczenie uzyskano u 53,6% chorych, w tym 7,1% CR i 46,5% PR. Wśród objawów niepoŜądanych stwierdzono jedynie limfopenię. 738 A. KORYCKA Badania ostatnich lat wskazują ponadto, Ŝe forodezyna moŜe być takŜe skuteczna w leczeniu nowotworów B-komórkowych. W grupie 12 chorych na B-OBL, leczonych forodezyną w dawce 80 mg/m2 , u 2 chorych uzyskano CR (54). Rozpoczęto teŜ badania nad zastosowaniem forodezyny u chorych na zaawansowaną i oporną na leczenie B-PBL (25). PODSUMOWANIE CAFdA, nelarabina oraz forodezyna, podobnie do 2-CdA, FA, DCF, naleŜą do analogów nukleozydów purynowych. Ich struktura chemiczna, forma aktywnie działająca, metabolizm, jak równieŜ mechanizm działania róŜnią się jednak od pozostałych ANP. DuŜe nadzieje wiąŜe się z zastosowaniem CAFdA w leczeniu opornych i nawrotowych postaci OBL u dorosłych i u dzieci, u których całkowitą remisję uzyskuje się nawet u 30% chorych. Wskazaniem do stosowania nelarabiny są chorzy na Tkomórkową postać OBL lub chłoniaka limfoblastycznego, u których uzyskuje się 11 –60% odpowiedzi. Stosowanie leku ogranicza jednak jego znaczna neurotoksyczność. Przeprowadzone dotąd badania kliniczne wskazując na skuteczność forodezyny zarówno w rozrostach T, jak i B-komórkowych. Ostatnio podjęto równieŜ wstępne badania nad moŜliwością jej zastosowania w leczeniu PBL, jednakŜe w tej chorobie niezbędne jest przeprowadzenie szerszych badań zarówno doświadczalnych, jak i klinicznych PIŚMIENNICTWO 1. Tallman MS, Hakimian D, Variakojis D, et al. A single cycle of 2-chlorodeoxyadenosine results in complete remission in the majority of patients with hairy cell leukemia. Blood 1992; 80: 2203-2209. 2. Johnson, S.A. Nucleoside analogues in the treatment of haematological malignancies. Expert Opin Pharmacother 2001; 2: 929-943. 3. Dighiero G, Hamblin TJ. Chronic lymphocytic leuekmia. Lancet 2008; 371: 1017-1029. 4. Cortes J, Kantarjian H, Talpaz M. et al. Treatment of chronic myelogenous leukemia with nucleoside analogs deoxycoformycin and fludarabine. Leukemia 1997; 11: 788-791. 5. Robak T, Jamroziak K, Gora-Tybor J. et al. Cladribine in a weekly versus daily schedule for untreated active hairy cell leukemia: final report from the Polish Adult Leukemia Group (PALG) of a prospective, randomized, multicenter trial. Blood 2007; 109: 3672-3675. 6. Robak T, Blonski JZ, Kasznicki M. et al. Cladribine with prednisone versus chlorambucil with prednisone as first-line therapy in chronic lymphocytic leukemia: report of a prospective, randomized, multicenter trial. Blood 2000; 96: 2723-2729. 7. Catovsky D, Richards S, Matutes FR. et al. Assessment of fludarabine plus cyclophosphamide for patients with chronic lymphocytic leukemia. (the LRF CLL4 Trial); a randomized control trial. Lancet 2007; 370: 230-239. 8. Zinzani PL. Non-Hodgkin's lymphoma: the evolving role of purine analogues. Best Pract Res Clin Haematol 2002; 15: 505-516. 9. Aldinucci D, Poletto D, Lorenzon D. et al. CD26 expression correlates with a reduced sensitivity to 2'-deoxycoformycin-induced growth inhibition and apoptosis in T-cell leukemia/lymphomas. Clin Cancer Res. 2004; 10: 508-520. Perspektywy leczniczego zastosowania nowych analogów 739 10. van Besien K, Artz A, Smith S. et al. Fludarabine, melphalan, and alemtuzumab conditioning in adults with standard-risk advanced acute myeloid leukemia and myelodysplastic syndrome. J Clin Oncol. 2005; 23: 5728-5738. 11. Scott BL, Sandmaier BM, Storer B. et al. Myeloablative vs nonmyeloablative allogeneic transplantation for patients with myelodysplastic syndrome or acute myelogenous leukemia with multilineage dysplasia: a retrospective analysis. Leukemia 2006; 20: 128-135. 12. Schirmer M, Mur E, Pfeiffer KP, Thaler J, Konwalinka G. The safety profile of low-dose cladribine in refractory rheumatoid arthritis. A pilot trial. Scand J Rheumatol 1997; 26: 376-379. 13. Robak T, Lech-Maranda E, Korycka A, Robak E. Purine nucleoside analogs as immunosuppressive ans antineoplastic agents: mechanism of action and clinical activity. Curr Med Chem 2006; 13: 31653189. 14. Gandhi V, Kantarjian H, Faderl S. et al. Pharmacokinetics and pharmacodynamics of plasma clofarabine and cellular clofarabine triphosphate in patients with acute leukemias. Clin Cancer Res. 2003; 9: 6335-6342. 15. Kisor DF, Plunkett W, Kurtzberg J. et al. Pharmacokinetics of nelarabine and 9-beta-Darabinofuranosyl guanine in pediatric and adult patients during a phase I study of nelarabine for the treatment of refractory hematologic malignancies. J Clin Oncol 2000; 1: 995-1003. 16. Korycka A, Błoński JZ, Robak T. Forodesine (BCX-1777, Immucillin H)-a new purine nucleoside analogue: mechanism of action and potential clinical application. Mini Rev Med Chem 2007; 7: 976983. 17. Kline JP, Larson R. Clofarabine in the treatment of acute myeloid leukemia and acute lymphoblastic leukemia: a review. Expert Opin Pharmacother 2005; 6: 1-8. 18. Faderl S, Gandhi V, Keating MJ, Jeha S, Plunkett W, Kantarjian HM. The role of clofarabine in hematologic and solid malignancies--development of a next-generation nucleoside analog. Cancer 2005; 103: 1985-1995. 19. Jeha S, Gandhi V, Chan KW. et al. Clofarabine, a novel nucleoside analog, is active in pediatric patients with advanced leukemia. Blood 2004; 103: 784-789. 20. Berg SL, Blaney SM, Devidas M. et al. Phase II study of nelarabine (compound 506U78) in children and young adults with refractory T-cell malignancies: a report from the Children's Oncology Group. J Clin Oncol. 2005; 23: 3376-3382. 21. Korycka A, Lech-Maranda E, Robak T. Novel purine nucleoside analogues for hematological malignancies. Recent Patents on Anti-Cancer Drug Discovery. 2008; 3: 123-136. 22. Bantia S, Kilpatrick JM. Purine nucleoside phosphorylase inhibitors in T-cell malignancies. Curr Opin Drug Discov Devel. 2004; 7: 243-247. 23. Bantia S, Miller PJ, Parker CD. et al. Purine nucleoside phosphorylase inhibitor BCX-1777 (Immucillin-H)--a novel potent and orally active immunosuppressive agent. Int Immunopharmacol 2001; 1: 1199-1210. 24. Galmarini, C.M. Drug evaluation: forodesine – PNP inhibitor for the treatment of leukemia, lymphoma and solid tumor.Idrugs. 2006; 9: 712-722. 25. Balakrishnan K, Nimmanapalli R, Ravandi F, Keating M.J, Gandhi V. Forodesine, an inhibitor of purine nucleoside phosphorylase, induces apoptosis in chronic lymphocytic leukemia cells. Blood. 2006; 108: 2392-2398. 26. Parker WB, Secrist JA 3rd, Waud WR. Purine nucleoside antimetabolites in development for the treatment of cancer. Curr Opin Investig Drugs 2004; 5: 592-596. 27. Kisor DF. Nelarabine: a nucleoside analog with efficacy in T-cell and other leukemias. Ann Pharmacother 2005; 39: 1056 -1063. 28. Plunkett W, Saunders PP. Metabolism and action of purine nucleoside analogs. Pharmacol Ther 1991; 49:239-268. 29. Van den Neste E, Cardoen S, Offner F, Bontemps F. Old and new insights into the mechanisms of action of two nucleoside analogs active in lymphoid malignancies: fludarabine and cladribine. Int J Oncol 2005; 27: 1113-1124. 740 A. KORYCKA 30. King KM, Damaraju VL, Vickers MF. et al. A comparison of the transportability, and its role in cytotoxicity, of clofarabine, cladribine, and fludarabine by recombinant human nucleoside transporters produced in three model expression systems. Mol Pharmacol 2006; 69: 346-353. 31. Rose JB, Coe IR. Physiology of nucleoside transporters: back to the future. . . . Physiology (Bethesda). 2008; 23: 41-48. 32. Wołowiec D, Benchaib M, Pernas P. et al. Expression of cell cycle regulatory proteins in chronic lymphocytic leukemias. Comparison with non-Hodgkin's lymphomas and non-neoplastic lymphoid tissue. Leukemia. 1995; 9:1382-1388. 33. Robak T. Recent progress in the management of chronic lymphocytic leukemia. Cancer Treat Rev 2007; 33: 710-728. 34. Grütter MG. Caspases: key players in programmed cell death. Curr Opin Struct Biol 2000; 10: 649-655. 35. Genini D, Adachi S, Chao Q. et al. Deoxyadenosine analogs induce programmed cell death in chronic lymphocytic leukemia cells by damaging the DNA and by directly affecting the mitochondria. Blood 2000; 96: 3537-3543. 36. Prus KL, Averett DR, Zimmerman TP. Transport and metabolism of 9-beta-Darabinofuranosylguanine in a human T-lymphoblastoid cell line nitrobenzylthioinosine-sensitive and – insensitive influx. Cancer Res 1990; 50: 1817-1821. 37. Rodriguez CO Jr, Mitchell BS, Ayres M, Eriksson S, Gandhi V. Arabinosylguanine is phosphorylated by both cytoplasmic deoxycytidine kinase and mitochondrial deoxyguanosine kinase. Cancer Res 2002; 62: 3100-3105. 38. Kicska GA, Long L, Horig H, Fatrchild C, Tyler PC, Furneaux RH. et al.. Immucillin H, a powerful transition-state analog inhibitor of purine nucleoside phosphorylase, selectively inhibits human T lymphocytes. Proc. Natl. Acad. SCi USA. 2001; 98: 4593-4598. 39. Bonate PL, Craig A, Gaynon P. et al. Population pharmacokinetics of clofarabine, a seconfd generation nucleoside analog, in pediatric patients with acute leukemia. J Clin Oncol. 2004; 44: 13091322. 40. Kantarjian H, Gandhi V, Cortes J et al. Phase 2 clinical and pharmacologic study of clofarabine in patients with refractory or relapsed acute leukemia. Blood 2003; 102: 2379-2386. 41. Cooper T, Kantarjian H Plunkett W, Gandhi V. Clofarabine in adult acute leukemias: clinical success and pharmacokinetics. Nucleosides Nucleotides Nucleic Acids. 2004; 23: 1417-1423. 42. Beesley AH, Palmer ML, Ford J et al. In vitro cytotoxicity of nelarabine, clofarabine and flavopiridol in paediatric acute lymphoblastic leukaemia. Br J Haematol. 2007; 137: 109-116 43. Gandhi V, Tam C, O'Brien S. et al. Phase I trial of nelarabine in indolent leukemias. J Clin Oncol. 2008; 26: 1098-1105. 44. Gandhi V, Kilpatrick JM, Plunkett W, Ayres M, Harman L, Du M, Bantia S. i wsp. A proof-ofprinciple pharmacokinetic, pharmacodynamic, and clinical study with purine nucleoside phosphorylase inhibitor immucillin-H (BCX-1777, forodesine). Blood 2005; 106: 4253-4260. 45. Duvic M. From cell biology to therapy: forodesine. Hematol Meeting Reporst 2008; 2: 106–111. 46. Jeha S, Razzouk B, Rytting ME. et al. Phase II Trials of Clofarabine in Relapsed or Refractory Pediatric Leukemia. 46-th ASH Annual Meeting, San Diego, USA (2004). 47. Faderl S, Gandhi V, O'Brien et al. Results of a phase 1–2 study of clofarabine in combination with cytarabine (ara-C) in relapsed and refractory acute leukemias Blood 2005; 105: 940 -947. 48. Karp JE, Ricklis RM, Balakrishnan K et al. A phase 1 clinical-laboratory study of clofarabine followed by cyclophosphamide for adults with refractory acute leukemias. Blood 2007; 15: 1762-1769. 49. Kurtzberg J, Ernst TJ. Keating MJ. et al. Phase I study of 506U78 administered on a consecutive 5-day schedule in children and adults with refractory hematologic malignancies. J Clin Oncol. 2005; 23: 3396-3403. 50. Gandhi V, Plunkett W, Weller S et al. Evaluation of the combination of nelarabine and fludarabine in leukemias: clinical response, pharmacokinetics, and pharmacodynamics in leukemia cells. J Clin Oncol. 2001; 19: 2142- Perspektywy leczniczego zastosowania nowych analogów 741 51. Buie LW, Epstein SS, Lindley CM. Nelarabine: a novel purine antimetabolite antineoplastic agent. Clin Ther. 2007; 29: 1887-1899. 52. Furman RR, Iosava G, Isola L, Ravandi F, Zodelava, M. Bennett, J.C. Kilpatrick J.M. Bantia S. Forodesine (FodosineTM), a PNP Inhibitor Active in Relapsed or Refractory T-Cell Leukemia Patients (Phase II Study). Blood. 2005; 106: 11, Abstr. 881 53. Duvic M, Forero-Torres A, Foss FM, Olsen EA, Kim Y. Oral Forodesine (BCX-1777) Is Clinically Active in Refractory Cutaneous T-Cell Lymphoma: Results of a Phase I/II Study.Blood, 2006; 108, 11, Abstr. 2467 54. Ritchie E, Gore L, Roboz GJ, Feldman E, Ravandi F, Furman R. Phase II Study of Forodesine, a PNP Inhibitor, in Patients with Relapsed or Refractory B-Lineage Acute Lymphoblastic Leukemia. Blood. 2006; 108:11, Abstr 1881. Praca wpłynęła do Redakcji 18.09.2008 r. i została zakwalifikowana do druku 24.09.2008 r. Adres Autora: Katedra i Klinika Hematologii UM w Łodzi ul. Ciołkowskiego 2 93-510 Łódź