resistencia multidroga (mdr) o pleiotropica

REVISION (Farmacología)
Acta Científica Venezolana, 51: 45–52, 2000
RESISTENCIA MULTIDROGA (MDR) O PLEIOTROPICA
Francisco Arvelo, Elizabeth Merentes y Carlos Cotte
Laboratorio de Cultivo de Tejidos y Biología de Tumores, Instituto de Biología Experimental, Facultad de Ciencias,
U.C.V., Apartado 47114, Caracas, Venezuela, 1041A.
Recibido: 25/01/00 ; Revisado: 10/02/00 ; Aceptado: 15/02/00
RESUMEN: La resistencia que se genera a los agentes citotóxicos es uno de los mayores obstáculos que se presenta en el tratamiento
del cáncer, existiendo diversas causas para los fracasos terapéuticos, siendo la principal una resistencia intrínseca de la célula tumoral.
Así se ha determinado la presencia de una glicoproteina, en la membrana de las células tumorales, la P-glicoproteina de 170 Kd, que las
conduce a ser resistentes a las drogas citotóxicas; tal hallazgo ha permitido describir un fenótipo de células multiresistentes (multidroga
resistente o MDR) también llamada resistencia pleiotrópica. La P-glicoproteina, codificada por el gen mdr1 en el humano, actúa activamente expulsando las drogas citotóxicas fuera de las células, por lo cual su responsabilidad en la resistencia clínica puede pensarse en
razón de su expresión frecuentemente elevada en cánceres resistentes intrínsecos o inducidos por la quimioterapia. En esta revisión se
analizan los hallazgos más recientes en esta área, sugieriendose que tanto la actividad de la "bomba" P-glicoproteina como su regulación
genética, podrían, potencialmente suministrar nuevos enfoques y medios para la terapéutica antineoplásica. Palabras clave: Resistencia
multidroga, P-glicoproteina, quimioterapia, pleiotrópica.
MULTIDRUG OR PLEITROPIC RESISTANCE (MDR) TO CANCER DRUGS
ABSTRACT: The resistance to cytotoxic drugs represents a major obstacle to successful cancer therapy. The intrinsic resistance of tumoral
cells is one of major causes of treatment failure. The overexpression of a membrane associated glycoprotein, P-glycoprotein, in tumoral cell
lines, resistant to a wide range of drugs, permitted the description of a multidrug resistance (MDR) phenotype. This P-glycoprotein, which
appears to play a role in drug efflux is encoded by the mdr1 gene in humans. The frequent mdr1 gene overexpression in clinically resistant
tumours suggest that this gene may be the cause of treatment failure in human cancer. This review summarizes recent developments in
this area, which suggest that both the activity of the pump and its genetic regulation are potential targets for new anticancer therapies. Key
Words: Multidrug resistance, P-glycoprotein, chemotherapy, pleitropic.
INTRODUCCION
La Quimioterapia ocupa un lugar importante en el tratamiento del cáncer, ya que ella no solamente reduce el
volumen de la masa tumoral primaria, sino que también
elimina las células tumorales circulantes y metastásicas.
Si bien la quimioterapia ha sido un arma eficiente, poco son los tumores malignos en estado avanzado curables por la misma, a pesar de los avances logrados en los
tratamientos25 . El fracaso observado desde los inicios, al
tratar algunos casos de pacientes con cáncer, llevó a la
definición de quimioresistencia, lo cual se evidenció ya en
los estudios de Farber y col.26 , quienes llevaron adelante uno de los primeros ensayos clínicos en la utilización
de agentes citotóxicos para el tratamiento de leucemias
agudas linfoblásticos en niños; este estudio permitió definir las características de esta estrategia terapéutica como
son: eficacia, toxicidad y resistencia.
La resistencia fue definida en términos prácticos como
la reaparición de la enfermedad, lo que implica que la eficacia del tratamiento fue nulo. A pesar de estos fracasos
o restricciones, la estrategia terapéutica a permitido avances considerables en el tratamiento del cáncer humano.
Este comportamiento no se observan en los tumores quimiosensibles, principalmente tumores hematológicos y tumores epiteliales metastásicos o de alto riesgo metastásicos (quimioterapia adyuvante); pero sin embargo, en ellos
mismos persisten dos situaciones de restricción: los tumores epiteliales primitivos, como cáncer de riñón, hígado,
colon y pulmón, los cuales son refractarios al tratamiento,
ya que desarrollan una resistencia de entrada (novo), los
tumores sensibles hematológicos, los cuales en un gran
número de casos muestran una remisión completa, pero
de manera temporal, siendo por tanto el tratamiento quimioterápico ineficaz en la recidiva. Este tipo de resistencia
se conoce como resistencia adquirida.
Estas situaciones de fracaso han conducido a establecer diferentes estrategias para abordar su problemática;
por una parte a identificar nuevos productos antitumorales,
por otra optimizar la citotoxicidad de agentes tumorales ya
conocidos. En los tumores sensibles, un mejoramiento del
efecto citotóxico puede ser obtenido modulando las combinaciones de los agentes antitumorales (poliquimioterapia),
frecuencia de administración (dosis-intensidad), duración
del tratamiento, y estrategias de altas dosis acompañadas de un soporte hematológicos (transplante de medula
ósea).
En vista de mejorar las estrategias terapéuticas, uno de
los mayores desafíos es la caracterización de los mecanismos de resistencia a drogas tanto in vitro como in vivo;
así la resistencia a los medicamentos antitumorales puede ocurrir por dos vías: a) La droga no es adecuadamente
accesible a las células tumorales. Esta inaccesibilidad esta representada por factores propios del hospedador tal
como la masa tumoral24 , en la cual encontramos deficiencia de vascularización (hipoxia); aparición de santuarios
farmacológicos que impiden a las drogas alcanzar el tejido tumoral; variaciones metabólicas (activación o inactivación de drogas antitumorales); existencia de zonas de
necrosis1 . Sin embargo, estas situaciones no explican los
46
Arvelo, Merentes y Cotte
Tabla 1. Niveles de la expresión de la P-glicoproteina en tumores.
Expresión alta Hepatoma
Cáncer pancreático
Cáncer de colon
Cáncer renal
Feocromocitoma y otros tumores adrenales
Leucemia mieloide crónica (crisis blástica)
Tumores carcinoides
Expresión ocasio- Neuroblastomas
nalmente alta Linfomas no Hodgkin
Leucemias
Expresión baja Cáncer vesical
o nula Cáncer mamario
Cáncer ovárico
Cáncer prostático
Cáncer pulmonar
Cáncer tiroideo
Timoma
Leucemia mieloide crónica
Sarcomas
Expresión baja, Melanoma
pero quimiore- Mesotelioma
sistentes Cáncer esofágico
Cáncer gástrico
Tumores de cabeza y cuello
Expresión alta Linfomas no Hodgkin
luego de la Leucemias
recurrencia Neuroblastomas
Cáncer mamario
Cáncer ovárico
fracasos terapéuticos en numerosos tumores, donde como ejemplo se destacan las hemopatías. b) La droga es
accesible a la célula tumoral. Cuando en este caso se
origina la resistencia, ella es debido a modificaciones fenotípicas que le permite a las células resistir el efecto citotóxico del agente antitumoral.
Por su complejidad y por su trascendencia clínica el fenómeno de la resistencia a los agentes antineoplásicos
ha sido objeto de amplios estudios en los últimos 20 años
y representa un importante campo de investigación en la
cancerología. El resultado de estos trabajos esta orientado a permitir desarrollar una "farmacología de la resistencia" utilizando moléculas no reconocidas por un fenótipo
de resistencia o capaces de revertir este fenótipo in vivo.
Aquí hay que señalar que los trabajos que han permitido
dilucidar los mecanismos celulares de la resistencia a los
agentes antitumorales se han realizado bajo condiciones
in vitro, ya que es posible seleccionar células que adquieren este fenótipo a cualquier agente antitumoral utilizado
en la quimioterapia.
Las investigaciones se basan en trabajos con las líneas celulares establecidas a partir de tumores humanos, las cuales son cultivadas en presencia de concentraciones creciente de agentes citotóxicos hasta la ob-
Figura 1. Mecanismos de resistencia a los agentes citotóxicos.
tención de sublineas que sobreviven y proliferan en presencia del agente citotóxico; así se han podido identificar
los principales mecanismos de resistencia a los agentes
citotóxicos21 . La Figura 1 muestra los diferentes tipos de
mecanismos de la resistencia, que pueden ser específicos
para un determinado agente antitumoral o para una familia
de agentes antitumorales de estructura y mecanismos de
acción diferente22 .
Entre los mecanismos de resistencia, el fenótipo de resistencia multidroga (MDR) o resistencia pleiotrópica, presenta el mayor interés en razón de su importancia en la
quimioterapia actual9 y está vinculado a la sobreexpresión
de una proteina de membrana de 170 dalton llamada Pglicoproteina (Pgp). A continuación pasaremos a resumir
los conocimientos acerca de la caracterización de la Pgp,
su modo de acción, las condiciones en que esta glicoproteina se expresa y su eventual implicación en la resistencia
in vivo a los agentes antitumorales.
FENOTIPO RESISTENCIA MULTIDROGA
El fenótipo de resistencia multidroga (MDR) fue descrito inicialmente por Biedler7 cuando seleccionó células de
hámster chino resistentes a la actinomicina D, observando que estas células presentan una resistencia cruzada a
otros agentes citotóxicos tales como la vincristina y la doxorubicina. Este tipo de resistencia se caracteriza por la
capacidad que tienen las células seleccionadas resistente
a un determinado agente antitumoral a presentar resistencia cruzada a diferentes drogas que no presentan ni homología estructural ni en su mecanismo de acción. Los
agentes antitumorales implicados en este tipo de mecanismo tienen como característica ser hidrófobicos y penetran en las células por difusión pasiva, comprendiendo los
vinca alcaloides, taxol, antraciclinas, mitoxantrone, epipodofilotóxinas, y la dactinomicina2;4;23;48 .
Estudios in vitro sobre la resistencia cruzada muestran
que las células con fenótipo MDR presentan frecuentemente un nivel de resistencia más elevado a la droga inductora de la resistencia que frente a otras drogas. Además, para una determinada línea celular el nivel de resis-
Resistencia multidroga
Figura 2. Modelo de la topología de la P-glicoproteina 38.
tencia para drogas implicadas puede variar en un mismo
protocolo de selección23 . Existen fuertes evidencias que
indican que el mecanismo de eflujo a los agentes citotóxicos, desde el interior celular hacia el exterior que presentan las células con fenótipo MDR, es consecuencia de la
acción de una bomba dependiente de ATP. Estas observaciones se han derivado de estudios donde las células con
fenótipo MDR, que son tratadas con inhibidores de la fosforilización oxidativa como los derivados no hidrolizables
de adenosintrifosfato o crecimiento de las células con medios de cultivo desprovistos de glucosa son capaces de
revertir el fenótipo MDR11 .
Identificación y Estructura de la P-glicoproteina
Juliano y Ling39 , utilizando una línea celular de ovario de
hámster chino resistente a la colchicina, pusieron en evidencia la sobreexpresión de una proteina de membrana
de 170 dalton denominada P-glicoproteina (Pgp). La utilización de anticuerpos monoclonales (C129, mrk19) que
reconoce la Pgp a permitido poner en evidencia que existe
una correlación entre su expresión y el nivel de resistencia
a las drogas antitumorales en líneas seleccionadas con la
colchicina y adriamicina42 . El conjunto de estos hallazgos
sugieren una relación directa entre el fenótipo MDR y la
sobreexpresión de la Pgp; además la transfección del gen
mdr-1 que codifica la glicoproteina, confirma que su expresión es el evento necesario y suficiente para adquirir el
fenótipo.
El análisis estructural de la Pgp evidencia que es una
molécula enlazadora de ATP con características de una
proteina de membrana formadora de poro, que funciona
47
como una bomba dependiente de energía, el cual exporta
la droga fuera de las células y las hace así resistentes38 .
Su secuencia constitutiva que es una molécula de aproximadamente 1280 aminoácidos que estructuran dos grandes dominios hidrofóbicos con un 43% de homología entre
ellos y unidos por una región de unión (Linker), lo cual sugiere que puede originarse de la duplicación de un gen o
de la fusión de dos genes ancestrales47 . Estructuralmente, la P-glicoproteina contiene tres pares de alfa-helice intercaladas en la membrana y un dominio citoplasmático
que contiene el sitio de unión al ATP60 . Otra característica
relevante es que la secuencia primaria contiene tres sitios
de glicosilación en la región que emerge de la primera asa
extracelular de la proteina (Figura 2). Kartner y Ling41 proponen que los doce dominios transmembrana convergen
para formar un poro o canal de doce lados a través del
cual la droga efluye activamente, y la energía de hidrólisis
de ATP es de algún modo traducida en los dominios de
unión al ATP. Se ha encontrado, en líneas celulares con
fenótipo MDR, en las que se ha aislado la P-glicoproteina,
que sus células presentan de 100.000 a 200.000 moléculas por célula con una vida media de aproximadamente 72
horas. Aunque la Pgp está localizada esencialmente en
la membrana plasmática, también se encuentra en el aparato de Golgi y retículo endoplásmico de las células con
fenótipo MDR.
Los hechos que indican que el enlazamiento de ATP y la
hidrólisis son eventos necesarios para el eflujo, se basan
en los estudios de mutagénesis in vitro observando las regiones de unión al ATP y en experimentos de transfección
con clones de cDNA mutantes. Así la mutación de una
o ambas secuencias de nucleotidos que codifican para la
región de unión al ATP, produce una incapacidad en conferir resistencia a drogas en aquellas células transfectantes
que expresan la proteina alterada; ello sugiere que ambos
sitios de unión de ATP son requeridos para que puedan
interactuar funcionalmente y efectuar un eflujo activo de la
droga41 .
Una posible localización para el sitio de enlazamiento de
la droga ha sido propuesto a partir del análisis de mutaciones espontaneas en el gen mdr-1, el cual fue aislado de
una línea celular humana, multiresistente a droga, por un
único tratamiento con colchicina18;38 . Esta línea mutante posee en su secuencia de aminoácidos una valina en
lugar de la glicina en la posición 185, propia del fenótipo
salvaje (Figura 2), y exhibe un perfil de resistencia cruzada alterado, presentando un incremento de la resistencia a
colchicina, VP-16 y adriamicina, así como una disminución
en la resistencia a vinblastina, vincristina y actinomicina D.
Choi y col.18 proponen la hipótesis según la cual el aminoácido 185 juega un papel clave en la interacción drogaPgp; dicha sustitución en células KB seleccionadas con
colchicina produce una alteración de la Pgp al usar diferentes drogas. También se han realizado análisis genéticos y bioquímicos del multitransportador para definir el dominio funcional de la P-glicoproteina. Aunque los resultados obtenidos por varios investigadores, no están basados
en el análisis exhaustivos de la relación estructura-función
48
de la Pgp, los mismos indican que la primera asa intracitoplasmática y el dominio transmembrana 11 (TM11) juegan un papel importante en la elección del sustrato por
el transportador, ya que mutaciones en estas estructuras
afectan la especificidad del substrato15 .
La Pgp puede ser modificada post-transduccionalmente
por cambios en los mecanismos de glicosilación y
fosforilación48 . Por otro lado la glicosilación no parece modificar la actividad de la Pgp, ya que el tratamiento con
tunicamicina un inhibidor de la glicosilación, no modifica
el nivel de resistencia de estas células expuestas a agentes antitumorales3 . Por otra parte, es posible seleccionar
células resistentes con una Pgp funcional a partir de una
línea parental defectiva en su sistema de glicosilación44 .
También en células humanas con fenótipo MDR, la Pgp
es fosforilada en varios sitios y sobre residuos de serina,
después de la digestión proteolítica de la proteina35 .
La Pgp parece ser un substrato de fosforilación de la
proteina kinasa C, y que pudiera modular su función, para lo cual hay que considerar: a) La PKC fosforila la Pgp
in vitro12 ; b) La señal de fosforilación de la Pgp es aumentada después del tratamiento con TPA in vivo35 ; c) El
tratamiento con esteres de forbol aumenta la resistencia
a los agentes antitumorales y reduce la acumulación intracelular en una línea de cáncer de seno resistente a la
doxorubicina27 ; d) La transfección de una isoforma de la
PKC en una línea celular humana aumenta la resistencia a
las drogas antitumorales implicadas en el fenótipo MDR27 .
Se hace necesario señalar que la Pgp parece también
ser un sustrato para la proteina Kinasa A, implicada en el
control del nivel de expresión del ARNm mdr o de la proteina, tal vez controlando su acceso a los mecanismos de
degradación14 . Se han realizado una serie de estudios fisiológicos, bioquímicos y genéticos que sugieren un nuevo
mecanismo de acción de este multitransportador15 (Figura 3). Las características de este mecanismo incluye dos
hechos a resaltar:
1. Muchas drogas, que son substratos para el transportador, son moléculas hidrofóbicas anfipáticas que pueden
atravesar la membrana plasmática solo en su forma no
cargada. Las células que expresan la Pgp muestran una
capacidad disminuida de toma de la droga y un eflujo incrementado de la misma, por consiguiente, una explicación para este resultado, es que las drogas son interceptadas por el transportador mientras aún se encuentran en
la membrana.
2. El transportador no es altamente específico para las
drogas, por lo tanto, la glicoproteina es representada como un eliminador hidrofóbico de vacío, que remueve la
droga directamente de la membrana plasmática, previniendo así su acumulación en el citoplasma donde puede afectar blancos específicos. Mediante estudios de fotoafinidad han sido detectado los sitios de contacto drogatransportador, los cuales forman un compartimiento o poro
dentro del transportador. En cuanto a la especificidad del
substrato, esta puede ser explicada, bien sea por que el
transportador ejerce una función de filtro o por una selección de la droga dependiente de energía15 .
Arvelo, Merentes y Cotte
Figura 3. Modelo del eliminador hidrofóbico de vacío. A. Droga no cargada difundiendo a través de la membrana. B. Droga
cargada positivamente embebida en el lado interno de la membrana, la cual puede ser sustrato para el transportador 15.
Los análisis de delección de aminoácidos han mostrado
que la remoción de 23 aminoácidos en la región carboxiterminal de la proteina reduce, pero no elimina, su actividad; sin embargo, la delección de 53 aminoácidos elimina
completamente la actividad funcional de la proteina. Una
situación similar se observa con la delección de 267 pb
hacia la mitad de la región amino (remoción de la primera asa citoplasmática al cuarto dominio transmembrana) o
delección de 960 pb en la mitad carboxi-terminal (desde el
sexto al duodécimo dominio transmembrana). Los resultados anteriores indican que la proteina es funcionalmente
integrada ya que cada mitad de la proteina no puede funcionar independientemente20 .
Valverde y col.58 demostraron que la Pgp también genera una actividad de canal de cloro, que actúa regulando
el volumen celular, evidencias que podrían indicar que la
Pgp tiene propiedades bifuncionales: al ser transporte y
canal. Gill y col.30 proponen que la Pgp puede existir en
dos configuraciones, una de las cuales media el transporte activo y otra la actividad de canal (Figura 4). La proteina
pasa de su configuración de transportador activo a configuración de canal debido a las condiciones hipotónicas;
la reversión a la configuración de transporta activo ocurre
cuando la isotonicidad es restablecida, Así, la Pgp es capaz de mediar el transporte de droga, pero la presencia de
droga intracelular previene la activación de canal. En contraste, una vez en la configuración de canal, la adicción de
droga transportable no afecta tal actividad, implicando que
esta configuración no funciona como transportador.
Estos mismos autores30 han examinado el efecto de algunas drogas citotóxicas transportadas por la Pgp en la
actividad de canal habiendo incluido en el medio intracelular separadamente ATP más las drogas: doxorubicina,
daunomicina, vincristina y colchicina ; la activación de los
canales fue lograda cambiando las células a un medio hipotónico. De acuerdo a estas investigaciones, todas las
drogas examinadas han reducido la activación del canal
49
Resistencia multidroga
de Plasmodium y el gen mdr-1 humano es de aproximadamente 57%6;49 .
Los hallazgos anteriores indican que existe una identidad de secuencias en el dominio de unión de ATP, que
define una superfamilia de proteinas que emplean la energía del ATP para una variedad de funciones, muchas asociadas con el transporte de membrana; esta superfamilia proteica ha sido llamada "Cassette Enlazador de ATP"
(ABC)36 .
Figura 4. Modelo bifuncional de la P-glicoporteina 58.
en más de un 80% al compararlo con los controles (Figura
5). Sin embargo, cuando análogos no hidrolizables como
el AMP-PNP o ATP libre de Mg++ son incluidos en la solución intracelular en lugar de ATP, las drogas no previenen
la activación del canal. Este resultado nos indica que la
droga no bloquea la función de canal y como el AMP-PNP
no induce el transporte de droga, es probable que el mismo prevenga la activación del canal. Además, una única
mutación en uno o en ambos dominios enlazadores de
nucleotidos de la Pgp genera una proteina que retiene la
actividad de canal, aún cuando haya perdido la actividad
de transporte de droga; estos resultados confirman que
la actividad de canal y de transporte activo de la Pgp son
distintas y separables.
La Pgp presenta gran homología estructural con proteinas de transporte como el sistema exporte-importe celular bacteriano, habiéndose observado una alta homología con hy1B, proteina de exportación de hemolisina en
E. coli 13;34 ; NDVA, proteina de exportación de glucano en
Rhizobium melitot ; IKTB, toxina de secreción componente
análogo a Hy1B en Pasteurella haemolitica ; CyaB relacionada en la secreción de adenilato ciclasa en Bordetella pertussis: También existe homología entre el dominio
hidrofílico de la PgP, región de unión al ATP y las proteinas de transporte en bacterias hisP, malk, pstB, rbsA;
también con fTsE en E. coli, proteina involucrada en la división celular y la nodI en Rizobium, proteina involucrada
en la nodulación. Estos sistemas con homología a la Pgp
existen únicamente en la subunidad de unión al ATP y no
en el enlazamiento del sustrato o en la unidad integral de
membrana20 .
Algunas proteinas de eucariotas parecieran estar involucradas en un transporte celular muy similar al de la Pgp,
así un gen homólogo al mdr, el pfmdr del parasito Plasmodium falciparun, ha sido clonado y secuenciado. Este gen codifica una proteina de 305 aminoácidos, mayor
que la Pgp de mamifero, que se encuentra amplificado en
algunas células de Plasmodium resistente a la cloroquina. Estos parásitos resistentes a drogas exhiben algunas
características del fenótipo MDR, como son la tasa incrementada de eflujo de droga y reversión de la resistencia
al verapamil, lo cual sugiere que la Pgp está asociada con
otras enfermedades humanas, además del cáncer. El grado de conservación en la secuencia de aminoácidos, entre
uno de los genes Pfmdr, especificamente el gen Pfmdr-1
GENES MDR
La mutación responsable de la resistencia MDR es dominante, y depende del gen mdr1, el cual codifica para un
ARN mensajero (ARN-m) de 4.5 kb, presente en las células con fenótipo MDR en proporción a su grado de resistencia. La sobreexpresión del gen mdr1 precede frecuentemente su amplificación5;53 y su producto es la Pglicoproteina (PgP 170), siendo miembro de una familia
multigénica presente en el hombre y roedores; en los últimos se han identificado 5 genes, mientras que en el hombre 2 genes : mdr1 y mdr2 (el producto del gen mdr2 está
involucrado en la translocación de la fosfatidilcolina en la
membrana plasmática)51 . Los genes mdr humanos son
localizados en el cromosoma 7q21.1 y separado uno del
otro por 330 pares de bases. El gen mdr1 comprende un
fragmento de 120 kb, y está constituido por 29 exones y
28 intrones.
El gen mdr1 humano presenta dos sitios de iniciación
de la transcripción: Un sitio mayor que corresponde a los
nucleotidos 136 y 140 por encima del sitio de iniciación de
la traducción ATG del cDNA que se encuentra en la mayoría de las líneas celulares y tejidos normales y un sitio
accesorio encontrado en ciertas líneas celulares resistentes seleccionadas56 .
Una región de 0.43 kb en posición 5’ del sitio mayor de
iniciación de la transcripción se ha identificado por poseer
secuencias suficientes para asegurar una actividad promotora in vivo57 . Esta secuencia ha sido denominada promotor proximal (P1), la cual no contiene secuencias TATA
habitualmente presente en los promotores activos, sin embargo existe una secuencia de consenso CAAT, una región
rica en GC y además de múltiples sitios SP156 . En el promotor del gen mdr1 humano, el sitio AP1 situado entre las
posiciones -121 y -115 es un sitio de regulación negativo.
En trabajos utilizando la línea celular K562/ADR, la delección de esta secuencia conduce a un aumento de 2 a
3 veces de la actividad del promotor e inhibe la unión específica de una proteina de 110 kDA, la NF-R146 . Por otra
parte una secuencia denominada Y-box (nucleotido 89 a
70) en la transcripción del gen mdr1 ha sido identificada33 .
Secuencias similares son encontradas en los promotores
de los genes de histocompatibilidad HLA clase II; en estos últimos, la secuencia de consenso Y-box es una de las
secuencias principales implicadas tanto en una actividad
transcripcional como en la modulación por las citokinas33 .
Solo el gen mdr1 es capaz de conferir el fenótipo MDR
por transfección en células sensibles50 y la regulación de
50
Arvelo, Merentes y Cotte
el transporte de esteroides. En una línea celular suprarrenal murino, la Y-1, los inhibidores de la Pgp disminuyen la
secreción de esteroides59 ; adicionalmente hay que señalar que la progesterona es un inhibidor de la función de la
Pgp16 .
EXPRESION DE LA PGP EN TEJIDO TUMORAL
Figura 5. Efecto de los sustratos de la P-glicoproteina en los
canales de cloro regulados por volumen 30 .
la expresión del gen mdr1 podría ser mediada por oncogenes vírales v-h-ras y v-h-raf 10 ; también parece posible
que este gen pueda ser activado durante la progresión tumoral por intermedio del oncogene c-Ha-ras-1 y del gen
supresor de tumores P5317 .
EXPRESION DE LA Pgp EN TEJIDOS NORMALES
Utilizando una diversidad de técnicas (inmunohistoquímica, Northern blot, RT-PCR e hibridación in situ utilizando
anticuerpos monoclonales HYB-241, HYB-612, MRK16,
C219) se ha demostrado que la Pgp es expresada a altos niveles en el tubo digestivo, hígado, riñón, páncreas y
glándulas suprarrenales29;54 . También se expresa a bajos
niveles en la piel y músculo esquelético8 , así como también se expresa en la barrera hematoencefalica19 A nivel
de la región del colon y del yeyuno, la Pgp se expresa
por el polo apical de las células epiteliales; en el hígado,
la Pgp se expresa en el polo biliar de los hepatocitos y
en las células epiteliales de los canalículos biliares54 . La
localización de la Pgp en el polo apical de las células epiteliales sugiere fuertemente su implicación en los procesos de detoxificación; esta hipótesis es reforzada por la
demostración de su carácter funcional en los tejidos normales por la utilización de vesículas de membrana preparadas a partir de células del epitelio del intestino delgado y del hígado37;40 . En este sentido la Pgp podría participar en un rol de protección, permitiendo la excreción
de agentes antitumorales o xenobíoticos. Por otra parte,
puede estar asociado al transporte de metabolitos celulares, como fue demostrado que la Pgp sirve de transportador de un tripeptido sintético ALLN (N-acetyl-leucyl-leucylnorleucina)52 .
La expresión de la Pgp en las células epiteliales, en
particular en el tubo digestivo más su distribución tisular
comparable a la del producto del gen de la mucovisidosis,
refuerza la idea de su función de canal de cloro, pudiendo tener un rol fisiológico importante en el movimiento de
electrolitos55 .
Adicionalmente, la expresión de la Pgp en la glándula
suprarrenal, sugiere que esta proteina esta implicada en
En los tejidos tumorales una expresión elevada de la Pgp
podría contribuir a la quimioresistencia inicial desarrollados por ciertos número de cánceres como el de riñón, y
colon, además explicaría la aparición del fenótipo MDR
después de una recidiva29;45 . El fracaso de las quimioterapias alternas, basado en el modelo matemático de las
mutaciones somáticas espontaneas y aleatorias de Goldie
y Coldman31 , sugieren que son debido en parte al desarrollo de resistencia cruzada a diferentes fármacos por parte
de las células que expresan la Pgp. En tumores que se derivan de tejidos donde normalmente expresan la Pgp tales
como colon y riñón, la tasa de expresión del gen mdr1 es
generalmente elevada. El fenótipo MDR puede también
ser adquirido en el curso de la quimioterapia; por otra parte, es generalmente admitido que se trata más bien de la
selección de un sub-clon preexistente expresando el gen
mdr1 y que se encuentra en mayoría por su ventaja selectiva, más bien que por la adquisición del fenótipo MDR. Sin
embargo, es conocido que el promotor del gen mdr1 puede ser activado in vitro por moléculas que pueden provocar alteraciones en las células, tales como medicamentos
citotóxicos56 .
La expresión de la Pgp en tumores se puede reagrupar
en cinco clases32 como se señala en la Tabla 1.
CONCLUSION
Esta revisión ha presentado evidencias que señalan que la
Pgp está involucrada como uno de los mecanismos más
importantes en el desarrollo de la quimioresistencia antitumoral. El avance de diferentes técnicas para la determinación de la expresión del gen mdr1 permitirá la cuantificación en las células malignas, aunado al análisis de
la expresión de otros genes implicados en el fenómeno de
la resistencia multidroga; estas determinaciones ofrecerán
la oportunidad de estudiar la heterogeneidad de expresión
en los procesos tumorales. Aunque actualmente la determinación de la quimioresistencia en pacientes bajo tratamiento con quimioterapia no se realiza sistemáticamente
en los protocolos de suministro de drogas antineoplásicas, se hace necesario la implementación de metodologías adecuadas para el análisis del fenótipo MDR debido a su usual aparición en los pacientes que han recibido
quimioterapia. Este enfoque y tipo de estudio permitirá
implementar las bases para un suministro más racional de
las drogas, como un esfuerzo dirigidos a mejorar la condición clínica del paciente, así como disminuir los costos
provocados por los elevados precios de las drogas antitumorales.
51
Resistencia multidroga
REFERENCIAS
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