LA GLICOPROTEÍNA P Y LA RESISTENCIA A FÁRMACOS
Cristina Méndez
Uno de los mayores obstáculos a la aplicación de quimioterapia en algunos tipos de tumores es la resistencia de éstos a los fármacos antineoplásicos utilizados, que puede ser intrínseca o adquirirse durante el tratamiento. Uno de los mecanismos mediante el cual se llega a esta resistencia es el de la "multirresistencia a fármacos" (MDR o "multidrug resistance") que, aunque no es el único que se conoce, es el que se va a destacar por su importancia en este artículo. Una de las principales características de la MDR es que, en algunos casos, las células seleccionadas en función de su resistencia a un agente citostático son también resistentes a otros agentes que no poseen ningún tipo de analogía funcional o estructural, pues unos actúan como inhibidores de la síntesis de DNA o RNA, otros intervienen en la formación de tubulina, otros en el potencial de membrana... Lo único que tienen en común estos compuestos es que son anfipáticos y que poseen anillos planos hidrofóbicos. Algunos ejemplos de este tipo de compuestos son los alcaloides de la vinca, las antraciclinas o podofilotoxinas [Gottesman, M.M., Cancer Research 53: 747 (1993)].
Otra característica de la MDR es la superproducción, ya sea por amplificación génica y/o aumento de la expresión, de una glicoproteína de membrana de 170kDa que se denomina glicoproteína P o Pgp (de P-glycoprotein). Esta proteína parece ser la responsable de una disminución en los niveles de fármaco en el interior de las células tumorales mediante un mecanismo de transporte dependiente de ATP (de ahí proviene el nombre de glicoproteína P porque está directamente implicada en la permeabilidad celular) y es el motivo de que algunos cánceres no respondan al tratamiento con fármacos antitumorales, lo que tiene consecuencias fatales para el paciente [Juliano, R.L. y Ling, V., Biochim. Biophys. Acta 455: 152 (1976)]. La comprensión de los mecanismos mediante los cuales se adquiere este tipo de resistencia podría llevar al diseño de una estrategia para revertirla que podría utilizarse en el tratamiento de los enfermos de cáncer.
Aunque en otras especies pueden encontrarse hasta seis genes pertenecientes a la familia mdr, en humanos sólo aparecen dos: el mdr1 que parece ser el responsable del fenotipo MDR, y el mdr2 que ha sido implicado en el transporte de fosfatidil colina [Ruetz y Gros., Cell 77:1071 (1994)].
La Pgp está formada por 1.280 aminoácidos con dos dominios de unión a ATP citoplasmáticos y dos dominios hidrofóbicos, formados cada uno de ellos por seis fragmentos transmembranales que determinan la especificidad de sustrato, al formar la vía por la que éste atraviesa la membrana. Esta estructura se asemeja a la de la superfamilia de proteínas transportadora tipo ABC (de "ATP binding cassette") que cuenta con más de cuarenta miembros en bacterias y en eucariotas.
Un modelo postulado para el mecanismo de acción de esta proteína, es el de "aspirador hidrofóbico" según el cual el fármaco no sólo es bombeado fuera de la célula tumoral sino que también se disminuye su entrada en ésta [Gottesman et al., J. Biol.Chem., 265: 3975 (1990)]. Los compuestos entran por difusión pasiva y son detectados nada más entrar en la membrana y expulsados al exterior de modo que no puedan alcanzar la concentración necesaria para ejercer su efecto citotóxico. Basándose en este mecanismo se ha desarrollado una estrategia en donde el agente antitumoral es suministrado mediante liposomas, facilitando así su entrada al citoplasma sin ser "aspirado" por la glicoproteína P [Thierry, A. R., et al. FASEB J., 572-79 (1993)].
Se ha detectado RNAm de glicoproteína P en muchos tejidos y tipos celulares, lo que sugiere que la proteína es constituyente normal de la célula. Su expresión suele localizarse en células de la corteza adrenal, en la superficie luminal de las células del túbulo proximal renal y en el páncreas, lo que lleva a pensar que el papel fisiológico normal de esta proteína es el de desintoxicante en dichas células. Hay que tener esto en cuenta a la hora de utilizar estrategias de bloqueo de esta proteína demasiado drásticas, por los posibles efectos secundarios que puedan provocar.
Existen varias estrategias para abordar el problema de la MDR, por ejemplo disminuyendo la expresión del gen mdr1 [Deisseroth et al., Am. J. Med., 99: 537 (1995)], pero el que aquí se propone es el uso de inhibidores de la glicoproteína-P. Si la acción de esta proteína pudiera ser modulada, se podría llegar a una concentración intracelular de fármaco suficiente para ejercer su efecto. Existen unos compuestos capaces de revertir la multirresistencia a fármacos en células MDR y que se denominan quimiosensibilizadores. No son tóxicos por sí mismos y, en general, compiten con los fármacos antitumorales por la unión a la Pgp bloqueando así su actividad transportadora y aumentando la concentración intracelular de fármaco que ahora sí alcanza niveles tóxicos. A veces, es necesario utilizar mezclas de quimiosensibilizadores para evitar la aparición de efectos secundarios. De este modo se han utilizado conjuntamente verapamil y quinina, o verapamil y ciclosporina A, con resultados positivos.
Otra aplicación importante es el empleo del gen mdr1 en terapia génica. Uno de los mayores problemas de los quimio- y radioterapeutas es la destrucción indeseada de las células madre (o "stem cells") normales de la médula ósea, debido a las altas concentraciones de fármacos utilizadas. La extracción de la médula de los enfermos de cáncer antes de la terapia y la posterior reinfusión una vez que se haya introducido el gen mdr1 en los precursores hematopoyéticos tempranos, protegería a estos pacientes de los efectos adversos de la quimioterapia, en caso de reincidencia de la enfermedad [Mickish et al., Blood, 79: 1 (1992)].
Por otro lado, el gen mdr1 también se puede utilizar como marcador seleccionable en terapia génica, ya que es relativamente fácil su introducción en células que no lo expresen así como la selección de aquellas que hayan adquirido el gen mdr1, pues existen gran cantidad de fármacos que pueden utilizarse con este objetivo.
Cristina Méndez es colaboradora del Departamento de Bioquímica, Biología Molecular y Química Orgánica.