Vitamina A In Cancer

=== Vitamina A in Cancer ===

Cuprins

Introducere 3

Capitolul I 5

1.1. Structura și nomenclatura vitaminei A 5

1.2. Structura și nomenclatura retinoizilor 7

1.3. Clasificarea vitaminelor A 7

1.4. Proprietățile fizico-chimice ale vitaminei A 11

1.5. Vitaminele A în stări fiziologice normale și patologice 12

Capitolul II 18

2.1. Rolul biologic al vitaminelor A 18

2.2. Participarea vitaminei A în procesul vederii 19

2.3. Implicarea retinolului în mecanismul vederii 24

2.4. Implicarea retinolului în sinteza glicoproteinelor 26

2.5. Implicarea vitaminei A în imunitate 27

2.6. Acțiunea epilotropă 27

2.7. Acțiunea antiinflamatoare 28

2.8. Rolul vitaminei A în funcțiile aparatului genital și în reproducere 28

Capitolul III 30

3.1. Metabolismul vitaminei A 30

3.1.1. Vitamina A și carcinogeneza 31

3.2. Calea de semnalizare a acidului retinoic 32

3.3. Receptori citoplasmatici retinoidici nucleari 36

3.3.1. Distribuția și rolul CYP26 în cancer și dermatologie 43

3.3.2. Citocromul P450 44

3.3.3. Co-reglatorii receptorilor nucleari 49

3.4. Căile de semnalizare care mediază funcțiile acidului retinoic 50

3.4.1. AP-1 51

3.4.2. MAP-kinazele 52

3.4.3. Fosfoinozitil- 3 kinaza și Akt 54

3.4.4. Ciclinele 55

3.4.5. Kinazele dependente de ciclină 57

3.4.6. Inhibitorii kinazei dependenți de ciclină (CDKI) 57

3.5. Cancerul cervical 59

3.5.1. Retinoizii în chemoprevenția cancerului cervical 61

3.5.2. Retinoizii în combinație cu chemoterapia 62

3.5.3. Studii clinice 63

Bibliografie 64

Introducere

Vitaminele A sunt cunoscute ca cele mai vechi produse vitaminice. Din antichitate se cunoaște faptul că ingestia de ficat este favorabilă vederii și mai ales vederii din timpul nopții, fiind remarcat faptul că ar fi provocată de numeroase deficiențe din dietă. Corelația dintre capacitatea de a vedea la întuneric și activitatea vitaminei A a fost demonstrată experimental la șobolani, iar mai târziu s-a arătat că pigmenții purpurei vizuale, care reprezintă factorul esențial pentru vederea scotoptică sunt complecșii proteici ai vitaminei A.

În 1904 s-a semnalat necroză conjunctivă la un numar mare de copii hraniți cu lapte degresat. Concluzia la care s-a ajuns a fost aceea că populația care utilizează un regim vegetarian suferă adesea de keratomalocie, care determina leziuni la nivelul corneei.

În 1909, cercetătorii Stepp și Hopkins au observat simptomele de boală la animalele hrănite cu alimente supuse extracției cu amestec de alcool și eter.

Cercetările experimentale realizate de Obsborne, Mendel, McCollum și David au stabilit că șobolanii tineri nu ajung la maturitate atunci când sunt hrăniți numai cu proteine, hidrați de carbon, slănină și sare, creșterea acestora revenind la normal atunci când se adaugă în hrană un extract eteric din ou și unt.

În 1918 s-a descoperit legătura dintre carențele descrise clinic și cele experimentale, adică apariția xeroftalmiei la om datorită diminuării cantității de unt (bogat în vitamină A) din regimul alimentar. Xeroftalmia este o maladie datorată factorului de creștere solubil în grăsimi. În 1914, cercetatorul Drummond îl denumește pentru prima dată ca “factor A solubil”. El a arătat că acest factor nu era distrus de substanțe alcaline și că în urma saponificării să se separe în fracție nesaponificată.

În 1931, P.Karrer a izolat vitamina A și a determinat structura chimică a acesteia, iar în 1931 s-a reușit separarea sintetică în laborator a vitaminei A.

Numeroase studii realizate pentru identificarea posibilelor surse de vitamina A pentru organismul animal au condus la identificarea carotinoizilor care sunt substanțe biosintetizate, in special, la plante.

În 1938, Euler și Karrer au demonstrat că substanțele colorate din plante (carotenii) au același efect fiziologic ca și vitamina A, desemnându-i ca fiind provitamine A. Rolul de precursori a fost demonstrat experimental după administrarea unei cantități mari de caroten șobolanilor care prezentau avitaminoză. În urma analizei țesutului hepatic s-a constat ca 99% din vitamina A provenea din carotenul administrat.

Cercetările ulterioare au demonstrat că provitaminele sunt distribuite în regnul vegetal, iar vitamina A poate fi identificată numai la animale și anume în ficat și viscerele peștilor și mamiferelor.

În perioada anilor 1928-1930 a fost denumită structura β-carotenului, iar în 1950 s-a realizat prepararea prin sinteză a acestuia. Unele studii au demonstrat rolul jucat de vitamina A în numeroase procese biologice esențiale (vedere, keratinizarea epidermei, diferentiere celulară) și au căutat să definească mecanismele ei de acțiune. În același timp au fost caracterizate structural și funcțional alte provitamine naturale din plantele verzi: α și γ carotenii, criptoxantina, afanina, mixoxantina, afamicina.

În 1968, Wald a precizat rolul retinolului și a derivatului acestuia, retinalul, în procesul vederii.

În 1986, Gross și Budawski au constatat că unii pești de apă dulce sintetizează retinolul (vitamina A1) din β-caroten și derivații lui (izozeaxantina, cantaxantina, astaxantina).

În 1987, Chambon si Petkovich descoperă receptorii nucleari ai retinoizilor, iar cercetarile lui Evens și Giguere au reprezentat un pas decisiv în a înțelege mecanismul de acțiune al vitaminei A la nivel celular și în deschiderea unor perspective noi, în terapeutică.

Capitolul I

1.1. Structura și nomenclatura vitaminei A

Vitamina A reprezintă o clasă de compuși izoprenoidici care posedă un nucleu β-iononic și 5 duble legături conjugate. În structura vitaminei A se disting trei părți: o extremitate apolară monociclică, un lanț polienic lateral și o extremitate polară.

Principalul reprezentant este all-trans retinolul, care prezintă la extremitatea catenei polinesaturate o grupare OH. Prin oxidarea și/sau izomerizarea all-trans retinolul se formează alți compuși naturali activi.

Figura 1. Structura retinolului

Termenul de vitamină A include retinolul, esterii săi și derivații metabolici activi (retinalii), în timp ce termenul de retinoizi include atât compușii naturali cât și derivații de sinteză care posedă acțiune terapeutică.

Figura 2. Vitamina A și derivații

1.2. Structura și nomenclatura retinoizilor

Structura diferitilor retinoizi este strâns legată de cea a retinolului.

În 1982, IUPAC-IUB și CBM au condus la definiția urmatoare: “Retinoizii sunt o clasă de compuși constituiți din 4 unități izoprenoide legate cap la cap, toți retinoizii derivă dintr-un compus monociclic care are 5 duble legături C-C și o grupare funcțională terminală, la extremitatea din porțiunea aciclică”. Această definiție include compușii naturali și sintetici, dar exclude carotinoidele.

În 1985, Sporn și Roberts au propus o noua definiție: “Un retinoid poate fi definit ca o substanță care poate induce răspunsuri biologice specifice, legându-se apoi și activând unul sau mai mulți receptori”.

În 1983, Bollag afirma că aceste parți pot fi modificate pentru a sintetiza un numar aproape nelimitat de retinoide.

Actual, există mii de molecule de retinoizi, clasate în 3 categorii: retinoizi naturali, retinoizi aromatici și carotenoizi. Prima categorie cuprinde metaboliții acizilor naturali ai retinolului, în special ai acidului all-trans retinoic (ATRA) sau “tretinoina “ și metaboliții săi: acidul 13- cis retinoic sau “izotretinoin”, acidul 9-cis retinoic (9 cis-RA), care sunt astăzi singurii derivați naturali utilizați în terapia curentă sau experimentală. Metaboliții 4-oxo apartin în aceeași măsură acestei categorii.

Urmatoarele două categorii sunt constituite din retinoide sintetice care provin pe de-o parte din aromatizarea ciclului, conducând la “tretinat” și la metabolitul său “acitretin”, iar pe de altă parte, prin ciclizarea catenei polienice, conducând la carotinoizi, un exemplu fiind “temarotenul”.

1.3. Clasificarea vitaminelor A

Vitaminele A se împart în trei clase :

Vitamina A1: forma alcoolică – retinol1 sau axeroftol (R-CH2-OH);

forma aldehidică – retinal1 sau retinen (R-CHO);

forma acidă – acid retinoic1 (R-COOH).

Vitamina A2: forma alcoolică – retinol2 (R-CH2-OH);

forma aldehidică-retinal2 sau dehidroretinol (RCHO);

forma acidă – acid retinoic2 (R-COOH).

Vitamina A3: forma alcoolică (R-CH2-OH).

Forma alcoolică

Vitamina A1 se numește retinol. În funcție de acțiunile sale fiziologice, vitamina A1 se mai numește vitamina antixeroftalmică (axeroftol), vitamina de aparare a epiteliilor, vitamina de creștere liposolubilă, etc.

Structural, retinolul conține 5 legături duble conjugate din care 4 în catene laterală polienică și 5 grupe metal din care 3 pe ciclul β iononic. Datorită acestei structuri, teoretic, retinolul ar putea exista sub formă de 32 de stereoizomeri. Se cunosc doar 6 izomeri naturali care au putut fi izolați și/sau sintetizați. În natură formele cis nu sunt foarte frecvente.

Vitaminele A1 prezintă o grupare alcoolică primară în poziția trans și o configurație all-trans (trans-trans) a catenei polienice.

Figura 3. Vitamina A1 (retinolul)

Figura 4. Neovitamina Aa (13-cis retinol)

Se mai cunosc alte 4 forme ale vitaminei A1 și anume: izovitamina Aa care prezintă izomerie cis în poziția 9, izovitamina Ab(11-cis), neovitamina Ab și respectiv neovitamina Ac(11,13-di-cis).

Toți izomerii all-trans ai retinolului manifestă o activitate crescută. Forma cea mai activă o constituie retinolul pur, utilizat ca standard internațional. Dacă se notează convențional cu 100% activitatea biologica a retinolului, celelalte forme ale vitaminei A prezintă urmatoarele activități:

– 13-cisretinol 75% (2.190.000 U.I./g);

– 9-cisretinol 21% (607.000U.I./g);

– 9,13-di-cis-retinol 24% (688.000 U.I./g);

– 11-cis-retinol 24% (690.000 U.I./g);

– 11,13-di-cis-retinol 24% (428.000U.I./g);

– all-trans-retinol 100% (3.904.000 U.I./g).

Figura 5. Izovitamina Aa (9-cis-retinol)

Figura 6. Izovitamina Ab (9,13-di-cis-retinol)

Figura 7. Neovitamina Ab (11-cis-retinol)

Figura 8. Neovitamina Ac (11,13-di-cis-retinol). Forma aldehidică

Retinal1 sau aldehida vitaminei A1 a fost extrasă din pielea unei broaște (Rana aescualanta) și din retină. Aceasta prezintă mai mulți stereoizomeri: all-trans-retinal sau neoretinala; 11-cis-retinal sau neoretinalb; 11,13-di-cis-retinal sau neoretinalc; 9-cis-retinal sau izoretinala; 9,13-di-cis-retinal sau izoretinalb.

Figura 9. Retinal

Figura 10. Acid retinoic.

Forma acidă

Acidul retinoic este posibil să reprezinte forma activă a vitaminei A. Un izomer al acidului retinoic este acidul 13-cis retinoic sau izotretionina, care posedă activitate vitaminică A.

Figura 11. Izotretioina (acid 13-cis-retinoic)

1.4. Proprietățile fizico-chimice ale vitaminei A

Proprietățile fizico-chimice ale retinolului sunt determinate de caracteristicile sale structurale. Structura poliizoprenoidică îi conferă retinolului liposolobilitate: retinolul este solubil în toți solvenții organici și insolubil în apă și mediu hidrofil.

Gruparea OH a retinolului permite oxidarea enzimatică și sinteza a doi compuși biologici activi: retinalul și acidul retinoic, care joacă un rol esențial în diferențierea celulară. Esterificarea grupării OH cu acizii grași care au catena lungă conduce la formarea retinil esterilor. Acești compuși reprezintă forma de aport de origine animala a vitaminei A și joacă un rol important în metabolismul retinolului.

Prezența dublelor legături conjugate la nivelul catenei laterale are un rol preponderent, atât din punct de vedere metabolic, cât și din cel al proprietăților fizice:

(i) pe de o parte, antrenează posibilitatea izomerizării cis-trans care conferă moleculelor obținute specificitate de acțiune; 11-cis retinalul este molecula-cheie în procesul vederii; acidul 9-cis retinoic este partenerul obligatoriu al acidului all-trans retinoic pentru legarea de receptorii nucleari; acidul 13-cis retinoic actionează în special în glandele sebacee; (ii) pe de alta parte, conferă moleculei de retinol un coeficient de absorbție moleculară crescut în UV, la 325nm și antrenează o fluorescență clară a moleculei care scade în etanol și alți alcooli.

Aceste două proprietăți optice (puternica absorbție moleculară și fluorescența) sunt folosite în metodele de dozare a retinolului.

Prezența gruparii OH și a dublelor legături îi conferă retinolului o mare vulnerabilitate la oxidare: oxigenul și lumina (mai ales lumina artificială, bogată în radiații UV) distrug în cateva ore retinolul în soluție.

1.5. Vitaminele A în stări fiziologice normale și patologice

În stare fiziologică normală:

La adulți, necesarul de vitamină A variază în funcție de vârstă, de stările fiziologice și nu este influențat de cantitatea de energie consumată. Concentrația de vitamină A din sânge prezintă variații foarte mari în funcție de momentul zilei.

În sânge, vitamina A circulă sub formă de retinol în proporție de 80%. Această cantitate ramâne un timp îndelungat în limite normale, înainte ca rezervele să fie epuizate.

Unii autori consideră că la adulți, în condițiile de alimentație ale Europei, necesarul maxim de vitamină A este de 8.000-10.000 U.I. vitamină A/zi, ceea ce corespunde la 6.000-3.000μg vitamină A (sub formă de retinol) /zi.

La femei, valorile normale sunt mai mici decât la barbați, iar pe durata sarcinii coboară mult în cursul ultimului semestru, iar la 48 de ore după naștere revine la valorile normale, ceea ce demonstrează o mobilizare hepatică redusă în timpul sarcinii.

Valori mari, de 10.000 U.I. semnifică faptul că organismul adult a primit cantități considerabile de vitamină A.

Când în plasmă se găsesc valori mai mici de vitamină A se poate interpreta astfel: i) are loc o epuizare a rezervelor hepatice datorată unei diete deficitare în vitamina A; ii) imposibilitatea de folosire a rezervelor hepatice; iii) are loc o deficiență a mecanismelor de reglare, cum este cazul modificărilor care apar în stările febrile. Se poate considera ca o stare febrilă de 6 ore afectează mai drastic valorile vitaminei A plasmatice, decât un regim hipovitaminic de mai multe luni.

Recomandările Comitetului Internațional pentru Nutriție (Food Nutrition Board-FNB) sunt reprezentate în tabelul 1.

Tabelul 1. Necesarul zilnic de vitamină A (sub formă de retinol)

La nou-născuți rezerva hepatică a vitaminei A este de 1/10 din cea a adultului și se epuizează în 22-23 de zile de carență vitaminică. Concentrația în vitamină A, în ficatul nou-nascutului este scăzută, deoarece placenta lasă să treacă o cantitate mica de vitamină A de la mamă. Cantitatea de vitamină A a nou-născutului crește treptat în timpul primelor saptămâni de viață ca urmare a administrării de colostru și de lapte matern. Cantitatea maximă de vitamină A se gasește în lapte la începutul lactației.

Consumul exagerat de vitamină A, în timpul sarcinii, duce la nașterea copiilor cu malformații și se recomandă un consum echilibrat de 800μg /zi (2.600 U.I./zi). Derivații sintetici de retinol nu sunt recomandați pentru administrare în timpul sarcinii și dacă este posibil nici înainte de această perioadă.

Alimentația artificială reduce semnificativ aportul de vitamină A determinând carențe cu efect patologic ocular și carențe generale la sugari.

Deoarece la sugari cantitatea efectivă de lapte este foarte importantă se impune analiza zilnică a aportului vitaminic, pentru a preveni hipovitaminoza sau avitaminoza.

Hipovitaminoza A:

Carența în vitamina A apare din două cauze majore:

– alimentare;

– patologice.

Deficitul alimentar poate surveni în urma unei diete sărace în provitamine, vitamine, grăsimi și proteine. Carența este accentuată de malnutriție care determină o scădere a proteinelor serice totale și deci a proteinei transportoare a vitaminei A (RBP).

Dintre cauzele patologice amintim:

– cazul în care bila se găsește în cantități mici sau lipsește, de exemplu: în icter. Prin obstrucție sau fistulă biliară s-a putut observa și o carență a vitaminei A, deoarece pentru absorbția vitaminei și a carotenilor este necesară prezența bilei;

– dietele sărace în grasime determină o absorbție insuficientă de caroteni și vitamină A;

– ciroza hepatica, deoarece în această maladie este dereglată și depozitarea vitaminei A;

– diabetul zaharat, hipotiroidism și mixedem, deoarece în aceste maladii este impiedicată transformarea carotenului în vitamina A.

Observațiile clinice și experimentale semnalează următoarele manifestări ale carenței vitaminei A: încetarea creșterii, pierderea în greutate, scăderea rezistenței la infecții și toxine, tulburări la nivelul ochiului, pielii, aparatului urogenital, digestiv și respirator și al glandelor exocrine și endocrine, etc. Aceste manifestări relevă acțiunile multiple ale vitaminei A.

Vitamina A este necesară creșterii statuare și ponderale. La copii și animale tinere se înregistrează leziuni precoce și specifice în care este afectat inițial scheletul și apoi țesuturile moi. Se înregistrează o încetare a diviziunii celulare și atrofia celulelor deja formate din țesutul conjunctiv, respectiv cartilaje.

Astfel, în carentă, micopolizaharidele care formează substanța de bază a acestor țesuturi au un nivel scăzut și cresc odata cu administrarea vitaminei A.

Carența de vitamină A poate determina alterarea amplasării și activității osteoblastelor și osteoclastelor care se manifestă prin stagnarea creșterii oaselor.

Aceste modificări determină adesea apariția de leziuni mecanice în condițiile în care celelalte țesuturi (ex: țesutul nervos) cresc relativ normal. Stările patologice de acest tip conduc la leziuni neurologice secundare deoarece constau în comprimarea creierului și a măduvei osoase (care nu se pot dezvolta normal în spatiul restrâns oferit de craniu și coloana vertebrală, prematur osificate), în degenerarea nervilor cranieni (în special nervul optic, olfactiv și acustic) și a rădăcinii nervilor periferici și rahidieni.

Dinții prezintă erupții întârziate, rădăcini rău implantate și modificări de formă și culoare, pe fondul alterării smalțului dentar.

Hipervitaminoza A:

Hipervitaminoza A este determinată de administrarea unei cantități prea mari de vitamină A, într-o perioadă scurtă de timp și apare relativ, rar.

Abuzul de retinol provoacă o serie de tulburări, atât la nimale, cât și la om. O dietă abundentă în vegetale care conțin caroteni – ardei capia, gogoșari, morcovi, spanac – determină apariția xantozei cutanate, care duce la colorarea mucoasei și a pielii.

La animalele de experiență, intoxicațiile cu retinol s-au manifestat prin pierderea în greutate, dispariția luciului blănii, căderea părului, edeme ale botului, ochilor și decalcifierea masivă care nu poate fi împiedicată prin administrarea de vitamină D. La animalele adulte aceste simptome sunt însoțite de hemoragii interne. De asemenea, se înregistrează creșterea cantității de lipide din ficat, intestin, creier scăderea concentrației lor din rinichi, creșterea colesterolului în toate țesuturile, cu excepția inimii.

Consumul exagerat de caroteni (2 kg morcovi/zi /o lună) produce “icterul carotenic” caracterizat prin: hipercarotinemie, hiperlipemie, hipercolesterolemie, depozitarea exagerată a carotenilor în piele, hepato-spleno-megalie, anemie secundară. Când această stare apare pe fondul scăderii capacității de transformare a provitaminelor A în vitamina A, se înregistrează hipercarotinemie cu vitaminoză A.

Consumul exagerat de untură de pește, ficat de pește oceanic sau ficat de urs polar ( 20.000-50.000 U.I. vit.A / kg), poate provoca depresie, somnolență, greață și descuamări ale pielii în jurul gurii. Dozele mari de vitamina A produc adevarate intoxicații care se manifestă prin oboseală, encefalee, tulburări cutanate, căderea părului.

În cazul administrării la copii de supradoze de vitamina A (5.000 U.I./kg corp), timp de 5 zile, cu scopul de a trata unele afecțiuni dermatologice sau pentru creștere, conduce la apariția cefaleei, insomniei, anorexiei, pierderea luciului părului și scăderea lui, precum și hepeto-splero-megalie, modificări osoase, transpirații nocturne. Toate aceste simptome dispar dupa încetarea tratamentului.

La femeile gravide, suplimentarea dietei cu cantități crescute de retinol a dus la nașterea de copii cu malformații.

La unele personae efectele hipervitaminozei A au apărut după 6 luni de la administrarea crescută de vitamină A, manifestându-se prin tumefacții subcutanate, hipertensiune intracraniană, însoțite de hipercalcemie la copii.

Cercetările efectuate menționează că acțiunea vitaminei A asupra fibroblastelor, in vitro, determină dilatarea membranei celulare care, în final, se dezagregă. Excesul de vitamină A duce la dezorganizarea membranei datorită implicării ei în interacțiile care se stabilesc între stratul proteic și cel lipidic, de la acest nivel.

Vitamina A influențează excreția 17-corticosteroizilor, fie direct prin participarea la sinteza progesteronului și deci a hormonilor androgeni, fie indirect, stimulând până la epuizare glandele suprarenale prin intermediul stresului hipervitaminic. De asemenea, există o stimulare a consumului de oxigen hepatic datorită creșterii permeabilității membranelor celulare și mitocondriale.

Tratamentul cu concentrații crescute de vitamină A asupra țesuturilor cartilaginoase de la embrionul de pui a condus la o scădere cu 80% a ADN și cu 40% a ARN, precum și la o diminuare a ratei de absorbție a oxigenului molecular însoțită de creșterea sintezei de acid lactic.

Capitolul II

2.1. Rolul biologic al vitaminelor A

Vitamina A este considerată:

i) factor de protecție pentru întreaga ectodermă; structurile normale ale țesuturilor epiteliale: piele, cornee, mucoasele implicate în digestie-absorbție și cele ale aparatului respirator și urogenital;

ii) factor de creștere și de reglare a osteoblastelor și osteoclastelor;

iii) implicată în procese de protecție moleculară și în mecanismul vederii;

iv) implicată într-o serie de metabolisme intermediare și în interacțiile cu alte vitamine, hormoni, etc.

În metabolismul lipidelor, în carența vitaminei A și în mixedemul uman (metabolism bazal scăzut) apare hiperlipemie și hipercolesterolemie; în pneumonie, lipemia este scăzută și revine la normal după administrarea de vitamină A; ca metabolisme biochimice se mentionează rolul vitaminei A în oxidarea acizilor grași, în biosinteza gliceridelor, fosfolipidelor, a colesterolului și a hormonilor steroidici.

În metabolismul glucidelor, prezența în alimentație a unor cantități mari de glucoză, celuloză sau lignină scade conținutul hepatic al vitaminei A, dar nu afectează concentrațiile serice.

În metabolismul proteic, vitamina A favorizează asimilarea purinelor și formarea acizilor nucleici, participând astfel la regenerarea nucleelor și la biosinteza proteinelor de interes, în creștere și în cicatrizare; unul dintre metaboliții vitaminei A (acidul retinoic) acționează asupra epiteliilor și reduce sinteza cheratinei prin inhibarea formării punților de sulf care conferă rezistența specifică scleroproteinelor.

În carență de vitamină A, această inhibiție nu se realizează și apare o cheratinizare exagerată. Vitaminele A pot avea și o acțiune directă asupra mucopolizahatidelor.

La nivelul membranelor celulare vitaminele A: asigură integritatea structurală și permeabilitatea membranelor celulare datorită implicării ei în formarea și menținerea conexiunilor dintre proteinele și lipidele membranare; în concentrații ridicate duc la creșterea permeabilității membranelor lizozomale din ficat, permițând eliberarea hidrolazelor acide, a ribonucleazelor, a glucozo-6-fosfatazei, arilsulfatazelor A si B, a fosfatazei acide, etc. Efecte similare se observă și asupra membranei eritrocitare, cu eliberarea hemoglobinei, proces contracarat de vitamina E; în exces, exercită un efect de dilatare și de dezorganizare a membranei celulare și nucleare asupra fibroblastelor, in vitro. La fel, produce o “umflare’’ (“swelling’’), in vivo, a mitocondriilor din ficat și mai puțin a celor din mușchi, splină, creier, unde retinolul și acidul retinoic au efecte mai slabe; în carență se observă o eliminare urinară crescută a sulfaților anorganici și scăzută a sulfo-esterilor, datorită unui deficit al proceselor de sulfo-conjugare a fenolilor.

2.2. Participarea vitaminei A în procesul vederii

Ochiul, organul care “rezolvă” imaginile, se întâlnește numai la trei linii filogenetice: moluște, artropode și vertebrate. Ochii acestora diferă anatomic (sugerănd că au evoluat independent), dar posedă în moleculele lor fotoreceptoare, un cromofor comun, identic, 11-cis-retinalul. Prezența acestuia este un exemplu ilustrativ de evoluție convergentă a speciilor.

Figura 12. Mecanismele biochimice ale excitației vizuale. Acțiunea retinotropa.

Retina este o membrană fină. Jumatatea sa posterioară o reprezintă retina vizuală, fotosensibilă, care conține două tipuri de celule fotoreceptoare, activate de către lumină:

– conurile – în număr aproximativ de 3 milioane, de dimensiuni mai mici, situate în partea centrală a retinei vizuale, adaptate pentru lumina puternică și responsabilă de vederea deplină, colorată;

– bastonașele – în număr de aproximativ 1 milion, situate în partea periferică a retinei vizuale. Ele nu percep culorile și sunt adaptate pentru vederea slabă, crepusculară și nocturnă, numită “scotopica” (vederea în întuneric).

Procesul fotosensibilității este inițiat la nivelul bastonașelor sau conurilor din retină, prin absorbția luminii de catre pigmenții vizuali care constituie “instrumentele moleculare ale vederii”: rodopsina (purpura vizuală) din bastonașe și pigmenții proteici din conuri (iodopsina, cianopsina). Celulele fotoreceptoare convertesc lumina în mișcare atomică și acesta în impuls nervos. Bastonașele și conurile stabilesc sinapse cu celulele bipolare, care la rândul lor, interacționează în retină cu alte celule nervoase. Semnalele electrice generate de fotoreceptori parcurg o arie definitivă, în zona celulelor nervoase din retină și sunt transmise prin fibrele nervilor optici în creier. Retina are deci, o funcție dublă: de transformare a luminii în impulsuri nervoase și de “integrare” a informației vizuale.

Funcțiile fiziologice ale retinei sunt compartimente distincte, într-un mod special, în cadrul segmentelor “extern” și “intern”. Întregul ansamblu este delimitat de o membrană plasmatică.

Figura 13. Compartimentarea funcțiilor fiziologice ale retinei

Segmentul “extern” constituie formațiunea specializată pentru fotoreceptie (cu un turn-over de refacere de 10 zile). El conține un pachet de aproximativ 1.000 de discuri suprapuse, așezate pe axul lung al bastonașelor.

Segmentul “intern” are caracteristicile celulelor obișnuite, generatoare de energie. El este bogat în ribozomi, implicați în biosinteza proteinelor și în mitocondrii care generează ATP. Segmentul “intern” atinge nucleul care este învecinat cu corpul sinaptic și respectiv cu veziculele sinaptice care stabilesc sinapse cu neuronii bipolari, implicați în transmiterea semnalelor declanșate de excitația vizuală.

Observația că bastonașele din retina umană pot fi excizate de un singur foton a condus la cercetări aprofundate asupra mecanismelor biochimice implicate în receptarea luminii, amplificarea excitației luminoase și în conversia acesteia în semnale proprii celulelor nervoase.

Figura 14. Mecanismul excitației vizuale

Reacțiile biochimice ale excitației vizuale se declanșeaza prin acțiunea luminii asupra pigmenților vizuali din segmental extern al bastonașelor din retină. Când o moleculă de rodopsină este excitată de un foton, se eliberează un electron și energia produsă se îndreaptă spre capătul opus al bastonașului, asigurând astfel transmiterea “informației” vizuale.

Partea proteică a rodopsinei este opsina care leagă gruparea cromoforă, retinalul, sub forma izomerului 11- cis – retinal, prezentă și identical în toți pigmenții vizuali, inclusiv în conuri. În rodopsină, 11-cis-retinalul se leagă prin gruparea sa aldehidica de gruparea -NH2 a unui rest de lizină din opsină sub forma unei baze Schiff protonate:

C2H27-CHO +H2N-R C19H27-CH=NH-R+H2O

11-cis- retinal -Lys baza Schiff

Sub acțiunea luminii 11-cis- retinalul suferă o izomerizare stereochimică cu formare de all-trans-retinal și cu degajare de energie. Prin această transformare se înlătură impedimentul steric impus de legătura 11-cis și astfel electronii suplimentari ai dublelor legături se pot deplasa în structura izomerului trans. Ca urmare a acestei izomerizari au loc modificări importante ale complexului labil “opsină-retinal”, al cărui maxim de absorbție se deplasează de la 500 nm (lungimea de undă pentru absorbția rodopsinei) la 380nm (lungimea de undă pentru retinal). În general, aceste reacții sunt ireversibile.

Ele pot deveni ireversibile, in vivo, sub acțiunea enzimelor și in vitro, prin reacții fotochimice la temperaturi scăzute.

Pigmentul vizual este excitat de un singur foton, deoarece această cuantă de lumină este foarte slabă și efectul s-ar pierde este necesară o amplificare specială. În legatură cu mecanismele de amplificare au fost enunțate mai multe ipoteze.

Conform ipotezelor catalitice, cuanta de lumină acționează asupra pigmentului vizual și determină o modificare a legăturii retinol-opsină, cu eliberarea unor centri activi care pot induce o reacție enzimatică, amplificată. Conform acestei ipoteze rodopsina ar avea rol de ATP-ază; în cadrul ipotezelor membranare apar diferite variante: teoria simplistă consideră că structura membranară a bastonașelor și conurilor acționează ca un izolator între cele două fețe încărcate diferit (+ și -), între care se situează fotopigmentul. După o altă ipoteză, 11-cis-retinalul din rodopsină ar fi atașat de o moleculă lipidică, fosfoetanolamina. Grupul cromofor ar rămâne legat de aceasta până la stadiul de metarodopsina . În cursul transformării acesteia în metarodopsina s-ar produce izomerizarea la all-trans-retinal, cu migrarea spre gruparea -NH2 a lizinei din scotopsină;

Concepția modernă a biochimiei vederii consideră că evenimentul primar constă în izomerizarea 11-cis-retinalului la all-trans-retinal și este însotită de modificări conformaționale care conduc la decolorarea rodopsinei și desfacerea all-trans-retinalului de opsină. În urma acestor procese energia fotonului este convertită în mișcare atomică.

Urmatorul pas important este generarea influxului nervos. În aceste procese rolul major revine ionilor de Na+ pentru care membrana segmentului extern este foarte permeabilă. Astfel, la întuneric ionii de Na+ pătrund în segmentul extern, difuzează în segmentul intern de unde sunt eliminate printr-o pompă dependentă de ATP. La lumină pompa de Na2+ este blocată și are loc o hiperpolarizare a membranei plasmatice care este transmisă pasiv spre corpul sinaptic. Aceste schimbări ale permeabilității și hiperpolarizarea sunt semnale puternic amplificate la nivelul segmentului extern.

Mecanismul prin care izomerizarea unei singure molecule de 11-cis-retinal, din membrana unui disc este capabilă să determine modificarea permeabilității membranei pentru Na+ nu este total elucidat.

Procesul vederii reprezintă o secvență de reacții biochimice care se desfășoară ciclic. În cursul excitației luminoase au loc reacții de decolorare ale rodopsinei cu eliberarea opsinei și all-trans-retinalului. În întuneric se desfășoară reacții de refacere, respectiv transformarea all-trans-retinalului în 11-cis-retinal, singurul capabil să se lege la opsină pentru a reconstitui rodopsina. Aceste refaceri implică enzime și reacții biochimice.

În condiții fiziologice normale, în retină, se menține un echilibru între rata desfacerii și refacerii rodopsinei și între formele retinal și retinol. Acest proces implică relații permanente de schimb cu fondul general de vitamină A al organismului.

Instalarea rapidă a tulburărilor vizuale (hemeralopie), în carența vitaminei A, se explică prin alterarea vitezei de refacere a rodopsinei din cauza aportului insuficient al precursorilor și se caracterizează printr-un nivel scăzut al rodopsinei din retină. Totuși, apariția hemeralopiei independent de carența în vitamina A, sugerează că pe lângă alterarea echilibrului retinal-retinol apar modificări în reacțiile biochimice ale ciclului vederii datorate altor factori de natură vitaminică care modulează reacțiile enzimatice (vitaminele B1 și B2) și capacitatea de adaptare la lumină (vitamina B2).

Vederea deplină, colorată este mediată de cel putin trei receptori fundamentali care diferă între ei prin natura părții proteice. Astfel, în cazul în care 11-cis-retinalul se leagă cu cianopsina, maximul de absorbție este în albastru. Legarea cu iodopsină, deplașează maximul de absorbție în verde în timp ce cuplarea cu porfiropsină este responsabilă de maximul de absorbție în roșu.

Majoritatea formelor care au fost citate (imposibilitatea detectării culorilor) sunt cauzate de mutații recesive legate de sex. Determinările spectrale arată lipsa moleculei fotoreceptorului pentru culoarea respectivă, cauzată de absența unui anumit tip de opsină din conuri.

2.3. Implicarea retinolului în mecanismul vederii

Mecanismul vederii a fost studiat de Wald care a primit premiul Nobel în 1968 pentru studiile sale (Wald, 1968). Ulterior, alți cercetători au studiat și elucidat diferitele etape ale acestui proces (Canada, 1990, Schoenlein, 1991; Rando, 1994).

Suportul vederii crepusculare la nivelul celulelor retiniene cu bastonașe este rodopsina, o proteină al cărui cofactor este 11-cis retinalul. Retinolul este prezent în epiteliul pigmentat din retină sub forma complexului retinol-cRBP și este transferat în celulele cu bastonașe prin intermediul IRBP. Acest trans-retinol, legat la cRBP este izomerizat la 11-cis-retinol de către o izomerază și apoi este oxidat la 11-cis-retinal de către o Zn-enzimă, retinoldehidrogenaza. 11-cis-retinalul format se fixează de un situs activ al unei opsonine pentru a forma rodopsina. Acțiunea luminii de slabă intensitate asupra rodopsinei provoacă izomerizarea cis-trans-retinalului, care inițiază ulterior o cascadă de modificări ale cromoforului.

Unul dintre intermediari, metarodopsina2, interacționează cu proteina G care activează hidroliza guanozil monofosfatului ciclic (GMPc). Diminuarea GMPc modifică permeabilitatea membranară pentru ionii de sodiu și antrenează hiperpolarizarea celulelor cu bastonașe.

Această variație de potențial stimulează celulele nervoase din retină care transmit influxul vervos la creier unde se formează imaginea vizuală (Rando,1994). Pigmentul este apoi hidrolizat în opsină și trans-retinal, acesta din urmă fixându-se, apoi cRA1BP. Retinalul legat aici se poate fixa la cele trei tipuri de iodopsine prezente în celulele cu formă de conuri pentru a asigura vederea în culori.

Prezența retinolului este indispensabilă pentru menținerea integrității corneei: intervine în sinteza glicoproteinelor din celulele calciforme.

La nivelul ochiului, datorită carenței de vitamină A, se produce apariția treptată a unor tulburări funcționale și morfologice.

În cadrul tulburărilor funcționale se înregistrează nictalpia – alterarea bastonașelor, cu reducerea adaptării de la lumină la întuneric și hemeralopia – scăderea capacității vizuale și îngustarea spectrului vizibil. Extremele spectrului (roșu și violet) nu mai sunt percepute și astfel la întuneric are loc reducerea vederii (“vedere scotopica”). Seara, ochiul îsi pierde capacitatea de orientare, de distingere a culorilor, mai ales dacă este obosit. Aceste tulburări apar primele și sunt reversibile, ele dispărând după administrarea vitaminei A

Daca starea de carență avansează se instalează alterări anatomo-morfologice, din ce în ce mai grave: xeroza corneei -uscarea ochiului și cheratinizarea, metaplazia canalelor și afectarea glandelor lacrimale, cu scăderea lacrimilor. Apare astfel xeroftalmia caracterizată prin leziuni trofice ale epiteliilor conjuctivale, cu vascularizarea, cheratinizarea și opacifierea corneei.

Secreția glandelor lacrimale este tulburată, ochiul deschis nu mai prezintă luciu, apare senzația de corp străin, datorită uscării corneei care se poate necroza ducând la instalarea cheratomalaciei.

Aceasta poate fi însoțită de suprainfecții, puroi, ulcerații, necroză corneei și perforarea ochiului, procese ireversibile care compromit vederea.

2.4. Implicarea retinolului în sinteza glicoproteinelor

Retinolul favorizează încorporarea manozei în glicoproteine. După fosforilarea retinolului, catalizată de o retinolkinaza (PK), retinilfosfatul, în prezența unei glicozil fosfomanozo transferaze (GDPT) și a guanodifosfomanozei (GDPmann) este transformat în retinil fosfat (MannRetPhosphate), care joacă apoi rolul de donor de manoză:

Acest derivat monoizilat joacă un rol important în sinteza glicoproteinelor, astfel, carența în retinol antrenează o diminuare netă a sintezei hepatice.

Manozil retinil fosfatul este indispensabil pentru sinteza glicoproteinelor în celulele Sertoli și în celulele calciforme, dar și a receptorilor hormonilor de creștere.

2.5. Implicarea vitaminei A în imunitate

Vitamina A este implicată în răspunsul imun, rolul său fiind legat de prezența acidului all-trans retinoic și/sau a unor izomeri ai acestuia. Vitamina A intervine în imunitatea celulară și umorală, stimulând, pe de-o parte proliferarea limfocitelor și a trombocitelor, iar pe de altă parte, sinteza Ig de către limfocitele B, efect corelat cu rolul acidului retinoic în expresia receptorilor pentru citokine.

In vitro s-a demonstrat importanța concentrației acidului retinoic: dozele slabe nu au efect, în timp ce dozele puternice pot inhiba efectul activator. In vivo, rezultatele experimentelor sunt contradictorii. La copii suplimentarea aportului de vitamină A cu hipovitaminoză A scade mortalitatea și morbiditatea în cursul sindroamelor infecțioase fără a reduce frecvența acestora.

2.6. Acțiunea epilotropă

În carență de vitamină A sunt afectate toate epiteliile, indiferent de originea lor (ecto-, endo-, sau mezodermă). Celulele se atrofiază și se produce o proliferare “reparatoare”, dar noile celule “carențate” sunt diferite de cele normale și apar sub forma unor epitelii de “cheratinizare”. În consecință, are loc deteriorarea glandelor exocrine, lacrimale, din piele, din tractul digestiv, respirator și urogenital. Acumularea celulelor ”cheratinizate” în canalele glandulare pot cauza accidente mari: chisturi, ocluzii, abcese, însoțite de infecții microbiene. La nivelul pielii apare hipercheratoza cu obturarea canalelor glandelor și reducerea excreției sudoripare și sebacee, cu piele uscată, atrofia bulbului pilos, suprainfecții și prurit. De asemenea, s-a constatat că activitatea unor enzime hepatice și intestinale este scăzută. Se pare că are loc atrofia vililor intestinali și pierderea enzimelor suprafeței “brush-border” și a proteinelor ”carrier” de la acest nivel. Efectul secundar al acestei atrofii vilare este scăderea producerii de hormoni digestive (colecistochinina și pancreozimina), care în mod normal stimulează enzimele pancreatice și secreția sărurilor biliare. Această pierdere a enzimelor regiunii “brush-border” și a proteinelor “carrier” conduce la forme severe de malabsorbție proteică și minerale (calciu, acid folic și fier).

2.7. Acțiunea antiinflamatoare

Carența vitaminei A este însoțită de instalarea unor stări patologice și infecții spontane, ca de exemplu: xeroftalmie, pielocistite, stări febrile și alterări ale aparatului respirator (bronhopneumonie), scăderea secreției gastrice (colite cu diaree, mucosanguinolență), febra puerperală, etc. Acestea au determinat utilizarea vitaminei A în scopuri terapeutice și denumirea de vitamină “antiinfecțioasă”.

Rolul vitaminei A în creșterea rezistenței și apărarea activă față de microorganismele patogene se datorează urmatoarelor efecte:

1) acțiunea favorabilă în asigurarea integrității membranelor și de menținerea rolului de barieră al epiteliilor;

2) stimularea mijloacelor umorale de apărare nespecifică și a capacității de producere a anticorpilor. Orice alterare la nivelul acestor mecanisme poate determina apariția unei stări carențiale.

Se poate considera că vitamina A crește rezistența organismului și scade incidența și gravitatea unor boli cauzate de alterarea barierelor de rezistență a celulelor epiteliale și a mucoaselor.

Deficiența vitaminei A conduce la modificarea rezistenței organismului față de unele microorganisme patogene.

2.8. Rolul vitaminei A în funcțiile aparatului genital și în reproducere

În carență de vitamină A apare cheratinizarea celulelor vaginale, tulburări ale ciclului, iar la mascul scăderea greutății testiculelor și atrofia tubilor seminiferi cu scăderea spermatogenezei, care poate duce la scăderea capacității de reproducere și apariția sterilității.

Vitamina A participă și în sinteza hormonilor sexuali manifestând adesea efecte sinergice. Are rol important și în embriogeneză.

Femeile care prezintă carență în vitamina A pot naște copii cu malformații: anoftalmie, microftalmie, microcefalie.

Efectul carenței de vitamina A asupra embrionului se manifestă direct prin frânarea anabolismului proteic și proliferarea celulară, iar indirect, prin afectarea secreției unor hormoni.

Capitolul III

3.1. Metabolismul vitaminei A

Retinolul, derivat prin scindarea β-carotenului este esterificat și transportat prin chilomicroni către ficat. Retinolul este dezesterificat și conjugat la retinolul plasmei care prin rotire este legat la proteina plasmatica, transtiretina, cu rol în alimentarea țesutului hepatic. Alternativ, retinolul este reesterificat și stocat ca esteri retinilici în celulele ficatului. Mecanismul prin care retinolul disociaza din retinolul plasmatic, legand proteina și celulele esterice este încă neclar.

Cateva dovezi clare sunt legate de existența unor receptori pentru retinol care leagă proteina complexă de membrane plasmatica celulară. Odată ce retinolul este transmis către celule, el este mai întâi metabolizat la retinolaldehidă si apoi la acid retinoic. Alcool dehidrogenaza este cea care catalizează oxidarea retinolului, în mediul citosolic. Retinolaldehida dehidrogenaza convertește intermediarul în acid retinoic. Aceasta este o dovadă clară că metabolismul acidului retinoic poate fi alterat în timpul carcinogenezei.

Zhan și colaboratorii consideră că rezistența retinoidului în cancerul renal a fost asociată cu o anomalie la nivelul metabolismului retinoidic. Celulele rinichiului normal esterifică retinolul. În contrast, 6/7 din liniile celulare renale canceroase metabolizează cantitatea gasită din retinol, la esteri retinilici. Această diferență are loc datorită expresiei alterate a lecitinei și anume a enzimei, retinol aciltransferaza (LRAT), care catalizeaza esterificarea.

S-a demonstarat că la pacienții examinați, în țesuturile rinichiului normal exista mai multe niveluri de retinol și retinil esteri, decât în țesuturile tumorale.

Hayder și Satre au constatat că celulele epiteliale mamare umane normale au o cantitete mai mare de retinil ester, decât în cazul celulelor cancerului de san. Celulele mamare normale produc de 5-10 ori mai mult acid retinoic decât celulele mamare canceroase.

S-a constatat că la șoarecii fără păr, vitamina A epidermală (retinolul și retinol esterii) este mult mai scazută la UVB (radiații beta ultraviolete) decat la UVA. Prin expunerea la UVB s-a produs apariția unor papiloame și a unor cancere epiteliale (SCC), iar UVA penetrează adanc în piele și determină genererea cancerului melanoma.

Cei doi cercetători au sugerat implicarea unui deficit de acid retinoic care joacă un rol important în carcinogeneză.

3.1.1. Vitamina A și carcinogeneza

Vitamina A sau retinolul este esenți.ală pentru viată și are roluri importante în dezvoltarea embrionară, spermatogeneză, vedere și diferențiere celulară.

Numeroase studii au aratăt că deficitul de vitamină A implică o susceptibilitate în carcinogeneză.

Legătura dintre Vitamina A și dezvoltarea cancerului apare mult după descoperirea vitaminei și a structurii ei chimice. Wolbach și Howe’s au arătat efectul deficienței de vitamină A în proliferarea și diferențierea celulelor epiteliale.[H.C. Zhan, 2003]. La sfârșitul anilor ’50 și pe tot parcursul anilor ’60 s-au realizat numeroase cercetări care au demonstrat că deficiența vitaminei A induce o creștere spontană a unor tumori la diferite animale. Aceste descoperiri au fost urmate de studii care au demonstrat că din punct de vedere farmaceutic, concentrațiile de vitamină A adaugate la o dietă pot scădea frecvența tumorilor induse chimic la animale. Adăugarea acidului retinoic sau a derivaților retinoizilor sintetici la o varietate de linii celulare canceroase umane sau a xenogrefelor de tumora umana pe șoareci crescuți în captivitate duc la apoptoză și diferentierea celulară (apoptoza = moartea celulara programata).

Studii epidemiologice umane au găsit o relație inversă între consumul de vitamină A/β – caroten sau nivelurile de plasmă și dezvoltarea multor tipuri de cancer ca cel pulmonar cap, gât și sân.

Pentru leziunile capului și gâtului, Hong și colegii au arătat că administrarea farmaceutică a izotretinoidului (acidului 13 – cis – retinoic) a determinat regresia leukoplakiei (leziune premaligna) – o creștere anormală de celule care duce la cancer de gură (sunt expuse persoanele care fumează). Oricum, leziunile au reapărut după ce terapia a fost întreruptă.

Într-un studiu mult mai recent al lui Hong, doza ridicată de izotretinoid a generat o descreștere semnificativă a apariției tumorilor secundare, primare la pacienții care au urmat terapia curativă a tumorii primare inițiale. Doza ridicată de izotretinoid a redus noul cancer de piele (nonmelanoma) cu 63% la pacienții cu xeroderma pigmentosum.

În contrast, tratamentul prealabil, cu doză mică de izotretinoid, al pacienților care aveau celule bazale canceroase nu produce o diferență semnificativă.

Meyskens și Manetta au tratat pacienți cu gradul 2 și 3 de CIN (cervical intraepithelial neoplasia) cu acidul all-trans-retinoic. S-a arătat că acidul retinoic induce o eliberare cu frecvență înaltă la pacienții cu leucemie promielocitică acută (APL). Din nefericire, durata eliberării este scurtă (o medie de 6 luni), datorată acumulării rezistente la acidul retinoic. Studiile recente sugerează că folosirea RAR-selectivității liganzilor poate prelungi eliberarea și de asemenea reduce parțial efectul acestui tratament. Terapia curentă, standard, pentru APL implică o combinație de acid retinoic și chemoterapie.

3.2. Calea de semnalizare a acidului retinoic

Potrivit căii de semnalizare (Fig.16), acidul retinoic poate acționa la nivelul celulelor ca un mecanism autocrin sau paracrin, în țesutul țintă. Celulele pot sintetiza rapid acid retinioc din metaboliții: retinol și retinal, iar alternativ sursele de acid retinoic sunt disponibile prin circulație. În celulă, retinoul este transformat în retinal sub acțiunea enzimei ADH (alcool dehidrogenaza), iar apoi este convertit la tretinoin prin intermediul aldehid dehidrogenaze.

Figura 16. Căile de semnalizare ale retinoizilor

Se presupune că excesul de retinol, fără proteinele de legătură (CRBP și CRABP1) este asociat cu esterificarea enzimatică, ceea ce duce la transformarea retinolului în retinil ester, dar CRBP și CRABP1 nu esterifică excesul de retinal.

Ambele tipuri de proteine de legătură pot acționa ca transportori de acid retinoic, introduc acid retinoic în nucleul citoplasmei și facilitează interacția dintre ligand și receptor, dar și activarea formării de complexe hetero- și homodimere.

Procesul de carcinogeneză implică accelerarea transformării anormale a celulelor, cauzând transformarea genelor care controlează proliferarea, diferențierea și apoptoza. Procesul de carcinogeneză implică 3 faze: inițierea, promovarea ,progresia

Acidul retinoic acționează ca un inhibitor al carcinogenezei blocând promovarea celulelor care sunt inițiate și transformate prin 3 mecanisme:

1) inducerea apoptozei

2) creșterea anormală a celulelor

3) inducerea celulelor anormale să se diferențieze în celule normale

Apoptoza

Abilitatea acidului retinoic de a induce apoptoza este variabilă și este dependentă foarte mult de tipul de celulă. Retinoizii sunt implcați in apoptoza în celulele pancreatice canceroase, celulele melanoma și celulele carcinoma cervicale.

În celulele pancreatice canceroase, acest efect apare ca fiind mediat de către receptorul RARγ și implică familia de proteine Bcl-2. Apoptoza indusă de retinoizi în celulele melanoma este asociată cu disfuncția mitocondriei și este mult mai pronunțată în celulele tumorale primare comparativ cu liniile celulare metastatice, cât timp în celulele canceroase cervicale inducerea apoptozei este implicată de STAT-1 și caspaza-1. În contrast cu efectele variabile ale celulelor somatice, retinoizii par să inducă apoptoza în majoritatea celulelor maligne hematologice. Acidul retinoic induce apoptoza în toate probele cu B-CLL testate. Acest efect a fost mediat de calea independentă p53 și apare ca fiind independentă de RAR, în timp ce exista un antagonist care nu a reușit să inhibe efectele apoptotice ale acidului retinoic [162].

În mod similar, acidul retinoic induce apoptoza în toate liniile celulare ale celulelor T adulte leucemice testate. În aceste celule efectele acidului retinoic au fost implicate în dereglarea Bcl-xL și descreșterea în funcția membranei mitocondriale legându-se la activarea caspazei-3.

Aceasta reprezintă cel mai important mecanism împotriva cancerului deoarece induce homeostazia tisulară prin eliminarea celulelor anormale. Unii agenți chemopreventivi (retinoizi, polifenoli, madicamente antiinflamatoare non-steroide) induc apoptoza în celululele deja transformate in vivo, și in vitro modulând procesul de carcinogeneză.

Apoptoza este inițiată de o fază care depinde de tipul celular și de stimulii apoptotici, cum sunt: stresul oxidativ, leziunile la nivelul AND, fluctuațiile ionice și citokinele. În timpul caspazelor și a altor factori pro și contra apoptotici au loc transformări biochimice care determină activarea hidrolazelor catabolizate (proteaze și nucleaze). Aceste enzime determină degradarea fazei apoptotice prin clivarea proteinelor și a ADN.

Inhibarea creșterii

Mecanismul implică blocarea fazei G1 din ciclul celular. Celulele neuroblastomice umane încetează să crească în faza G1 după câteva zile de la începerea tratamentului cu retinoizi, probabil din cauza unor creșteri ai unor inhibitori de kinaze ciclin dependente.

Un alt exempu de inhibare a creșterii, a fost propus de Langenfeld care a arătat că celulele epiteliale din bronhii tratate cu acid retinoic au căzut expresia ciclinei D1 care este utilizată de-a lungul fazei G1.

Teixeira și Pratt au arătat că celulele cancerului de sân tratate cu retinoizi au scăzut nivelul de ARNm pentru ciclina D1 și kinaza 2 ciclin dependentă ducând la scăderea concentrației acestor proteine.

Retinoizi inhibă creșterea celulelor canceroase printr-o cale fiziologică numită cale senescentă în care inhibarea creșterii este ireversibilă și caracterizată prin schimbări privind forma celulei, creșterea numărului de celule glanulare și inducerea activității β-galactozidazei; care la fel ca la, apoptoza, celula senescentă este considerată a fi un proces natural inhibat în carcinogeneză.

3) Diferențierea

Acidul retinoic induce diferențierea prevenind transformarea celulelor normale în celule tumorale. Mecanismul exact prin care diferențierea sete indusă de acidul retinoic nu este încă cunoscut, deși în unele celule de la nivel extracelular are loc calea unor kinaze semnal, care este folosită pentru inducerea diferențierii retinoizilor. Această cale de semnalizare cunoscută ca P42/P44 se numește cale nitrogenă de activare a kinazelor, este un determinant important în controlul creșterii celulare, diferențiere și supraviețuire.

Sah a arătat că un tratament simultan cu factor epidermal de creștere și cu retinoizi selectivi la nivelul celulelor cervicale umane detrmină stoparea HPV, receptorii pentru acidul retinoic înhibând ambele faze, ale activării ERK1/2, rezultate prin inducerea ciclinei D¹, a factorului de creștere epidermal și proliferarea acestuia.

Acidul retinoic blochează transformarea celulelor normale în celule canceroase prin păstrarea acestora printr-o formă diferențiată.

3.3. Receptori citoplasmatici retinoidici nucleari

Există două proteine citoplasmatice de legatură pentru retinol: CRBP1 și CRBP2, iar pentru acidul retinoic exista: CRABP1 și CRABP2. Cele două proteine sunt diferite datorita unor tipuri variate de legături de aminoacizi.

Expresia de CRABP2 este stimulată de acidul retinoic într-o varietate de țesuturi. De asemenea, expresia de CRABP1 pare a fi reglata de acidul retinoic. S-a demonstrat că CRABP: i) acționeză ca un buffer în citoplasmă și previne excesul de ligand;

ii) prezintă acidul retinoic la diferite sisteme enzimatice pentru metabolism și ajută la reglarea concentrației intracelulare;

iii) determină mișcarea alternativă a acidului retinoic la receptorii nucleari.

S-a demonstrat ca la șoarecii transgenici genele CRABP1( celular retinoic acid binding protein1) și CRABP2 sunt inactivate, aceștia fiind în mod esențial normali. S-a stabilit ca tipul 2 celular de acid retinoic (CRABP2) este prezent în nucleu și poate intensifica efectul RA reglând expresia genei țintă. Numeroase studii au demonstrat alterări în expresiile și funcțiile CRBP și CRABP, la o varietate de tumori.

Gates și Rees au urmărit nivelurile de CRBP și CRABP în 37 de tipuri de cancere: la nivelul pielii, în zona capului și a gâtului, care sunt comparate cu țesutul normal adiacent. Nivelurile de CRBP au crescut semnificativ, în timp ce nivelurile CRABP au scazut semnificativ.

S-a demonstrat în celula carcinoma că nivelurile CRBP au fost slab reglate într-un grup cancer de sân, iar această expresie anormală a CRBP în T-antigenă SV40 a fost transformată într-o linie de celule epiteliale nivelul sânului conducând la scăderea supraviețuirii celulei. S-a arătatat că hipermetilarea proteinei CRBP este comună în tumorile canceroase de sân și liniile celulare au o frecvență crescută în tumorile gastrointestinale și limfoame. Tratamentul unor linii de celule tumorale cu un agentul 5-aza-2-deoxicitidină a reactivat expresia CRBP.

Discontinuitatea epigenetică a CRBP este un eveniment comun în cancerul uman care poate avea implicații importante în prevenirea cancerului și tratamentul cu retinoizi.

Numeroase studii indică faptul că majoritatea acțiunilor acidului retinoic sunt datorate abilității sale de a modifica transcripția genelor. Un avantaj major în a înțelege cum acidul retinoic reglează expresia genelor a apărut în 1987, când în laboratoare lui Evans și Chambon a fost raportată descoperirea receptorilor nucleari pentru acidul retinoic. Acești receptori conțin aceleași module structurale fiind o familie de steroizi ai receptorilor hormonali.

O clasă de receptori (RAR α, β și γ) leagă în poziția trans acidul 9-cis-retinoic, iar o altă clasă asociată de receptori (RXR α, β și γ) leagă acidului 9-cis-retinoic cu o afinitate ridicată. De asemenea, s-a determinat că RXR formează heterodimeri cu alți receptori nucleari cum ar fi RAR, receptorul vitaminei D3, receptorul hormonului tiroid, receptorul peroxizomal activator-proliferator și cu alți receptori necatalogați (orfani).

Acțiunea pleiotropică a acizilor retinoici și retinoidici pote fi explicată cu ajutorul celor 6 receptori nucleari cunoscuți: receptori pentru acidul retinoic (RARα, β și γ) și receptorii X retinoici, numiți și retinoizi (RXRα, β, γ). Fiecare dintre acești receptori este codificat de gene distincte și sunt membrii ai superfamiliei de receptori pentru hormonii steroizi. Se crede că fiecare dintre ei mediază un set unic de funcții biolobice în anumite celule și țesuturi.

ATRA este ligandul natural al RAR, în timp ce 9-CRA este lgand pentru RXR și pentru RAR. RXR formează heterodimeri cu numeroși receptori nucleari cum ar fi receprorii pentru hormonii estrogeni, pentru vitamina D3 și pentru hormonii tiroidieni.

Figura 17. Mecanismul de represia a transcripției și activarea prin heterodimerii RAR-RXR

Atât ca heterodimeri (RAR/RXR), cât și ca homodimeri (RXR/RXR), acești receptori funcționează ca proteine reglatoare transcripționale prin legarea la regiunile AND numite elemente de răspuns la acidul retinoic (RARE) sau la acidul retinoidic (RXRE). Regiunea RARE cuprinde repetiții directe ale secvenței AGGTCA separate, de obicei, de 5 nucleotide. În absența ligandului (ATRA sau 9-CRA), apo-heterodimerul (RAR/RXR) se unește cu RARE în regiunea promotor a genelor țintă. RAR vor recruta co-represori ai receptorilor nucleari (NcoR) sau mediatori care vor silenția receptorii retinoidici. Acești co-represori, prin recrutarea complexelor de histone (HDACs) vor determna represia genei țintă datorită împachetării cromatinei. Astfel, molecula de ADN este inaccesibilă pentru aparatul transcripțional. RARα este implicat in leucemii mieloide, iar RARβ în tumori solide.

Proteinele care leagă acidul retinoic (CRABP-I și CRABP-II) sunt implicate în controlul mecanismului de legare al ATRA. Cele două proteine solubilizeaza și stabilizeaza liganzii hidrofili labili în mediu apos. Modelul de expresie diferit al CRABP-I și CRABP-II sugerează că ele au funcții diferite în biologia ATRA și/sau poate că reglează cantitatea de ATRA existentă în diferite țesuturi.CRABP-I influențează răspunsul celular la ATRA prin înlesnirea catabolismului și/sau prin sechestrarea ATRA, facându-l astfel imposibil pentru receptorii nucleari.

Figura 18. Mecanismul de acțiune al CRABP-II folosind ATRA în citoplasmă

Complexul CRABP-II /RAR ajută la legarea RAR și joaca un rol important în sensibilizarea cancerului mamar uman MCF7 la efectul supresiv al ATRA.

Retinoizii (vitamina A și metabiliții ei naturali împreuna cu analogii sintetici) cuprind o familie de compuși poliizoprenoidici.Toți acizii trans-retinoidici (ATRA), cei mai activi metaboliți ai vitaminei A joacă un rol major în reglarea expresiei genelor, în diferențierea celulară și în proliferarea celulelor epiteliale. ATRA sunt folosiți în terapia cancerului și în chemopreveția acestuia, în tratamentul unor boli dermatologice: acneea, psoriazis, ichthioza. Cel mai important efect al ATRA este asupra leucemiei promielocite acute.Tratamentul pacienților duce la dispariția completa a acestor boli.

Câteva experimente pe animale au arătat că ATRA inhibă tumorile de prostată. Cu toate că folosirea retinoizilor în tratamentul bolilor dermatologice se bucură de o susținere mare, efectele secundare constituie o limită în folosire acestor agenți sistemici, în bolile cronice.

S-a sugerat că efectele ATRA sunt determinate, in vivo, de catabolismul rapid realizat de citocromul P450. De asemenea, se crede că cele două proteine care leagă acidul retinoic (CRABP-I și CRABP-II) sunt implicate în prezentarea ATRA, către enzimele CYP și către receptorii RAR.

Figura 19. Demersul ATRA la nivelul celulei

O strategie pentru împiedicarea catabolismului ATRA este inhibarea enzimei P450 responsabilă de acest proces. Cel mai cunoscut inhibitor este liarozolul. Recent, alți inhibitori au fost sintetizați: 4 azolil-retinoizii, derivați ai acidului benzen acetic si naftaline 2,6 disubstituite.

Cea mai importantă formulă structurală și de interacție a retinoizilor naturali este reprezentată în figura de mai jos.

Figura 20. Structurile retinoizilor naturali, căile metabolice și enzimele implicate.

1) Lecitina:retinol aciltransfereza (LRAT)

2) Beta-caroten 15,15 dioxisintaza (Bcdo)

3) Alcool dehidrogenaza (ADH)

4) Aldehid dehidrogenaza (Aldh)

5) Citocrom P450 (CYP)

Carotenoizii și retinoizii trec printr-o serie de conversii metabolice: extracelular, în lumenul intestinal și la nivel intracelular, în mucoasa intestinală.

Retinolul adsorbit în mucoasa intestinală împreună cu celelalte lipide din alimentație este împachetat ca retinil ester care dă naștere, mai departe, chilomicronilor.

O patre din chilomicroni sunt secretați la nivelul Sistemulul Limfatic, iar o parte sunt preluați de ficat, unde majoritatea retinoizilor din corp sunt stocați. La nivelul tractului digestiv superior, retinolul este oxidat prin retinal la acid retinoic.

Figura 21. Calea de traducere a semnalului retinoidic.

În figură sunt reprezentați retinoizii din corp prin intermeduil alimentației, de la retinil esteri, carotenoizi și retinol.

Acidul all-trans retinoic (ATRA) intră în celulă prin difuzie pasivă sau este generat intracelular prin conversia retinolului (ROL) prin retinal (RAL).

Retinolul este transportat extracelular de RBP (retinol binding protein) și intracellular de cRBP (cellular retinol binding protein). ATRA poate fi izomerizat la acidul 9-cis-retinoic sau la acidul 13-cis-retinoic sau poate cataboliza polaritatea metaboliților. ATRA, izomerii și unul dintre metaboliții primari pot lega receptorii nucleari: RAR (retinoic acid receptor) și RXR (retinoid acid X receptor). RAR se leagă la ATRA și RXR cu acidul 9-cis-retinoic. Receptorii retinoidici pot forma homo-(RXR-RXR) sau heterodimeri (RXR-RAR) și leagă un element specific de raspuns (RE- receptorii estrogenului) din regiunea promoter a genelor țintă care au rol în activarea sau inactivarea expresiei genelor. În funcție de concentratia retinoizilor și de diferiții receptori de semnal, traducerea poate fi activată.

Alcool dehidrogenaza catalizează oxidarea de la retinol la retinal, iar lanțul scurt al enzimelor dehidrogenaza și reductaza sunt responsabile pentru traducerea retinalului la retinol. Oxidarea retinalului la acid retinoic este catalizată de aldehid dehidrogenaza și de unii membrii din familia citocromului P450 (CYPA1 și CYPA2).

3.3.1. Distribuția și rolul CYP26 în cancer și dermatologie

Gena CYP26A1 a fost identificată la om, la nivelul cromozomului 10q23-24, lângă o zonă bogată în gene supresoare. Gena CYP26B1 este localizată pe cromozomul 2P12, care are 6 exoni și codifică pentru 512 aminoacizi.

CYP26 este exprimată în ficat, inimă, glandă pituitară, testicule, duoden, colon și în anumite zone ale creierului și placentei. Studii recente arată că rolul major al CYP26A1 este cel protector, reglând nivelul intraceluler de TRA printr-un mecanism de feedback negativ, așa cum s-a demonstrat și pentru CYP24 implicat în catabolismul colecalciferolului.

CYP26 sunt induse de către ATRA la nivelul mai multor celule canceroase (MCF7, T47D, NB4, HepG2, HPK1A, LNCaP), pentru ca apoi ATRA să fie degradate enzimatic până la compușii oxigenați.

Deficiența în ATRA este asociată cu apariția mai multor tipuri de cancere și cu o deficiență a retinoizilor care duce în timp la hiperkeratinizarea și descuamarea pielii (în acnee, psoriazis, ichtioză). Compușii care inhibă activitatea CYP26 pot fo folosiți în creșterea nivelului tisular de ATRA sau în menținerea unor niveluri ridicate de ATRA (în terapeutică).

Un RAMBA potrivit modulează nivelurile endogene coadministrate de ATRA. La om enzimele implicate în metabolismul ATRA sunt CYP (în ficat), printre care CYP2C8 și 3A4 sunt cele mai importante.

3.3.2. Citocromul P450

ATRA sunt metabolizați de către enzimele dependente de citocromul P450 pe mai multe căi, de pe urma cărora rezultă metaboliți cu gripări polare; produși rezultați imediat sunt: 4-hidroxi-ATRA, 18-hidroxi-ATRA și 5,6-epoxi-ATRA.Totuși, se crede că cea mai importantă cale începe cu limitarea ratei hidroxilării, la nivelul atomului C4 din inelul ciclohexonil, cu formare de 4-hidroxi-ATRA, care este convertit de o reductază în 4-oxo-ATRA transfotmat apoi de enzimele dependente de citocromul P450 în mai mulți metaboliți polari. ATRA este boitransformat la izomerii săi, 9-CRA și 13-CRA, care la rândul lor vor forma metaboliții 4-hidroxi-ATRA și 4-oxo-ATRA.

Chabot a arătat că în merabolismul 9-CRA sunt implicate enzumele 2C9, 2C8 și 3A4 (dependente de citocrom), în timp ce în metabolismul 13CRA sunt implicate enzimele 3A4 și 2C8. Există enzime dependente de citocrom care sunt implicate în cataliza reacției de hidroxilare a ATRA dar a căror specificitate este scăzută.

Figura 22. Calea de semnalizare ATRA

O nouă familie de enzime CYP26A1 a fost recent clonată și caracterizată la peștele zebră, în țesuturile de șoarece și cele umane. De asemenea, a mai fost identificată încă o familie(CYP2B1), care are o analogie de 44% cu CYP26A1. Interesant este că aceste enzime nu hidrolizează izomerii 9-CRA și 13-CRA, în timp ce CYP26C1 poate recunoaște și metaboliza 9-CRA și este mai puțin sensibilă ,decât alți membrii ai familiei CYP26, la efectele inhibitorii ale ketoconazolului. Aceste enzime au o mare specificitate pentru ATRA pot funcționa ca reglatori ai diferențierii prin controlarea concentrației de retinoizi și ai homeostaziei.

Liarozolul

Este un inhibitor al 4 ATRA hidroxilazei, un bun inhibitor al CYP17 de la șoarece și al CYP19 .

Un studiu internațional a acomparat efectul liarozoului (300mg/2 ori pe zi) cu cel al cyprotern acetatului-CPA (100mg/2 ori pe zi), la pacienții cu metastaze de prostată. S-a constatat că rata eficacității a fost de 0,74 în favoarea liarozolului, ceea ce indica un risc al decesului de 26% mai scăzut decât la pacienții tratați cu CPA. Liarozolul a fost superior CPA în termenii răspunsului imun prostatic antigen specific, ca eficacitate și oferă o alternativă la tratamentul cancerului de prostată în cazul eșecului terapiei endocrine.

De asemenea, liarozolul are efecte antitumorale pe carcinoamele amare insensibile la steroizii de la șoarece și în carcinoamele mamare NUM de la șobolani. Aceste rezultate se datoează inhibării, degradării enzimatice a ATRA. Studii pe șoareci au arătat că liarozolul poate mima efectele antikeratinizate ale ATRA așa cum s-a constatat la pacienții cu psoriazis și ihtioză. Astfel, la pacieții cu plăci de psoriazis sever au fost tratați cu liarozol oral (75mg/2 ori pe zi), iar la alții cu acitretin (25mg/zi). După două săptămâni de tratament,ambele grupuri au răspuns printr-o scădere a zonelor de psoriazis sever, raportul fiind de 20 la 10.

Recent s-au identificat două benzotiazolamine cu activitate puternic inhibitoare asupra metabolismului ATRA. R115866 este un puternic inhibitor al CYP26A1 de la om, fiind de 750 ori mai puternic decât liarozolul.

La șobolani, administrarea R115866 (2,5mg/ kg corp), induce o creștere semnificativă a nivelului de ATRA din plasmă, piele, rinichi și testicule. R 116010 este un derivat al R115866 care inhibă metabolismul ATRA în celulele tumorale de cancer de sân uman T47D.

Figura 23. Azolil retinoizii și compușii înrudiți

Acidul all-trans retinoic este prezent în plasma sangvină și poate fi o sursă alternativă pentru acidul retinoic intracelular. În aval, căile metabolice ale acidului all-trans retinoic includ procesele de izomerizare, decarboxilare și glucuronizare.

Metaboliții all-trans RA generati in vivo includ: acidul 13-cis-retinoic, 9-cis-retinoic, retinol β-glucuronic, acidul 5,6-epoxy retinoic, acidul 4-oxo-retinoic și acidul 3,4-dihidroxi retinoic.

Retinoizii joacă un rol important în procesele biologice: în reproducere, creștere și diferențiere celulară, hematopoeză, procesele imunologice, dezvoltarea embrionară.

S-a stabilit că o doză mică de vitamina A e asociată cu creșterea riscului de apariție a cancerului scuamos, a hiperplaziei și a hiperkeratinizarii mucoasei bucale.

In vivo și in vitro există dovezi considerabile că retinoizii au efecte ridicate de inhibare, în cancer. Retinoizii pot reprima proliferarea celulelor prin blocarea, de tranziție, a ciclului celular și prin inducerea apoptozei.

Celulele umane HL-60 implicate în leucemii și celulele murinice F9 din carcinomul embrionar au un rol important în inducerea diferențierii.

Numai în condiții fiziologice, heterodimerul RXR:RAR conduce la legarea ADN. O diferență majoră este că acest ligand nu poate activa transcripția genei țintă, pe când în heterodimerul RAR/RXR, ligandul nu se poate lega la RXR datorită interferenței sterice. După ce RAR este ectivat de legatura acidului retinoic, schimbarea conformației rezultate permite RXR să lege ligandul sau. Când ambii receptori sunt legați de heterodimer are loc o creștere sinergistică în transcrierea genei țintă.

Analizele fenotipice la șoarecii transgenici în care genele RAR individuale au fost facute “knocked-out” (KO), sugerează că subtipurile RAR sunt redundante din punct de vedere funcțional. Descoperiri similare au fost facute privind inactivarea RXR-ilor, excepție pentru RXRα care rezultă în moartea embrionică când ambele alele ale acestei gene sunt distruse. Interpreatrea acestei descoperiri privind redundanța receptorului a fost pusă în evidența și s-a sugerat că această condiție experimentală creează o redundanță artificială. Distrugerea genelor RAR în celulele tetracarcinoma F9 au condus la concluzii diferite, la faptul că la diferiți receptori controlează căile specifice ale diferențierilor RA-induse.

Toate genele RAR pot genera izoforme ARN folosind promotori alternativi și splicing putând iniția translația în interiorul codonului CUG. S-a descoperit că dintre RXR doar genele RXRγ produc izoforme ARN. În ciuda expresiei acestor izoforme, în țesutul specific, nu se știe dacă ei reglează diferite seturi de gene.

Alterarea expresiei sau funcției RAR a fost observată într-o varietate de tipuri de cancere. În cazul leucemiei promielocitice acute s-a arătat că o cauză majoră a acestei boli este o translocare genetică rezultată din producerea unei proteine de fuziune care conține RARα. Aceasta conduce la un receptor cu funcționalitate defectuoasă. În linia celulară de carcinoma MCF7, RARα2 este inhibată epigenetic prin metilarea promotorului.

Tratamentul acestor celule cu inhibitorul diacetilazei histonice și a inhibitorului ADN metil transferaza, rezultat din re-expresia RARα2 care este corelată cu inhibarea creșterii ligandului dependent. Un număr semnificativ de studii au adus dovezi că expresia RARβ este absenta în multe tipuri diferite de tumori, incluzandu-le pe cele de la nivelul plămânilor, carcinoame celulare scuamoase, tumori de la nivelul sânilor, stomacului și prostatei.

În unele tumori, acidul retinoic poate induce expresia lui RARβ și aceasta este asociată cu inhibarea creșterii. Cu toate acestea, în multe tumori RARβ este inhibat prin deleție, mutație sau metilare secvența promotorului. RARγ are o expresie mai restrânsă decât alte subtipuri RAR și implicarea ei în carcinogeneză a fost mai puțin studiată. Cu toate acestea există o varietate de rapoarte care demonstrează că expresia RARγ este de asemenea scăzuta în tumori, în special în stadiile mai avansate. De asemenea, folosirea subtipurilor RAR ale retinoizilor selectivi indică faptul că RARγ poate fi relativ mai important decât alte subtipuri RAR, fiind implicat în reglarea creșterii cancerelor selectate.

RXR poate forma heterodimeri cu un numar diferit de receptorii nucleari. Cu toate acestea alterarea expresiei RXR-ului poate avea o multitudine de efecte. Expresia scăzută de RXR-uri a fost observată în celula carcinoma de la nivelul pielii, în cancerul de plămân evoluat și cel tiroidian. Din punct de vedere al mecanismului a fost demonstrat că dislocarea condiționată a genelor RXRα din celulele epiteliale la șoarecii prostatici a dus la neoplazie intraepiteliala prostatică. Unele dintre aceste leziuni minore au progresat în neoplasme majore.

3.3.3. Co-reglatorii receptorilor nucleari

În perioada 1992-1995 s-a descoperit că proteinele co-activatoare și co-represoare, reglează activitatea RAR-ului și RXR-ului. Co-represorii se leagă de receptori în absența unui ligand și îi împiedică să activeze transcripția genelor țintă. Co-activatorii se leagă de receptori numai când ligandul este legat de receptor și îmbunatățesc activarea trenscripției. Co-activatorii conțin secvențe (LXXLL) conservate de interacțiune asupra receptorilor care formează α-helixuri amfipatice care interacționaează cu domeniul de legătură ligand al receptorului. Co-represorii au o secvență similară (LXX(I/H)IXXX(I/L)) care formează α-helixuri amfipatice mai lungi care interacționează cu domeniul de legatură al receptorului de ligand.

Mulți dintre co-activatori au moștenit activitatea acetiltransferazică a histonei și reface alte proteine ca CBP/p300 și pCAF cu activitate acetiltransferazică. Împreună, aceste proteine remodelează cromatina la mai multe conformații deschise, permițând asamblarea complexelor mai largi de proteine care au mecanismul bazal de transcripție.

Dimpotrivă, co-receptorii refac proteinele având activitate de diacetilaza histonică ca și Sin3 care remodelează cromatina și previne transcripția. Domeniul de legatură ligand conține 12 α –helixuri, 12 fiind critice pentru funcția de transactivare a ligandului dependent din receptor. Legatura ligand cauzează o schimbare conformațională în proteina receptorului astfel încat alfa helixul 12 este mutat la o altă poziție rezultând diasocierea co-represorului și disponibilitatea unei noi suprafețe pentru legarea co-activatorilor.

De când co-activatorii și co-represorii sunt reglatori importanți ai funcției receptorului retinoidului nuclear, nu este surprinzător că expresia lor este modificată la celule canceroase. Această zonă nu a fost încă pe deplin examinată, în special pe speciile clinice.

Lipsa progresului este datorata în mare parte insufucienței sau lipsei specificității înalte a anticorpilor împotriva multor dintre acesti co-reglatori. CBP/p300 este supraexprimată în terapia de rezistență la liniile celulare ale cancerului de prostată și poate contribui la rezistența lor. Teoretic, înclinând balanța în favoarea supraexprimării co-represorilor contra co-activatorilor poate inhiba funcția RAR/RXR în ciuda nivelelor normale de acid retinoic și receptori. Acest tip de slabă reglare poate contribui la un progres împotriva malignizării.

3.4. Căile de semnalizare care mediază funcțiile acidului retinoic

Deși RAR/RXR nucleari sunt componente cheie în medierea acțiunii acidului retinoic pentru funcțiile celulare, căile de semnalizare care sunt activate sau inhibate de activarea ligandului receptorilor nu sunt pe deplin stabilite. Efectul acidului retinoic este urmarit pe câteva dintre căile majore cunoscute ca reglând proliferarea, diferențierea și apoptoza.

Analiza datelor deovedește câteva teme comune ale efectului acidului retinoic la nivelul semnalului de transducție al căilor, dar de asemenea sunt dezvaluite câteva excepții. Influența acidului retinoic la semnalul căilor cheie este dependentă de tipul de celulă (Tabelul 1). Aceste descoperiri au implicații importante pentru folosirea retinoizilor în prevenirea cancerului și tratament.

Tabelul 1. Efectul acidului retinoic asupra cailor de semnalizare în diferite tipuri de tumori

Legendă: săgeata indică schimbarea micelului cantității proteinei indicate, urmând tratamentul celulelor tumorale cu acid retinoic. Liniuțele indică faptul că nu este nici o schimbare de date validă sau acolo nu este nici o schimbare la nivelul proteinei indicate.

3.4.1. AP-1

Complexitatea transcripției AP-1 constă în homodimerii și heterodimerii Jun (c-Jun, Junb, JunD) și Fos (c-Fos, FosB, Fra1 si Fra2) sau activând factorul de transcripție (ATF2, ATF3/LRF1, B-ATF) al proteinlor bZip. AP-1 activează transcripția genelor țintă prin legarea secvențelor de ADN specifice (TGAGTCA) găsite într-o varietate de protomeri.

Acidul retinoic a fost găsit la activarea transcripțională slab reglată c-Jun iar toate cele trei subtipuri RAR (α, β si γ) fiind reprimate inducției transcripționale a genei colagenazei umane, aceasta conținând un situs de legătura AP-1.

Din punct de vedere mecanic, s-a găsit că domeniul de legătură al ADN RAR a fost important pentru inhibarea activității de AP-1, chiar dacă RAR nu leagă colagenaza la situsul AP-1. Mai târziu s-a arătat că RAR a inhibat legătura c-Jun la AP-1 sugerând că a fost produs un complex nonproductiv RAR:c-Jun. Pe lângă acidul retinoic care inhibă activitatea AP-1, s-a arătat că AP-1 poate inhiba activitatea RAR inhibând abilitatea sa de a se lega la ADN.

Noi serii de retinoizi derivați au fost sintetizați ca să poată inhiba activitatea AP-1 fără a simula activarea transcripțională a RAR-lor. Deși această clasă de retinoizi nu poate induce diferențierea celulelor teratocarcinoma F9 a șoarecilor, însă ei au inhibat efectiv proliferarea unor linii de tumori celulare, incluzând celulele cancerului de sân și celulele epiteliale de la nivelul bronhiilor. De curând, s-a descoperit de asemenea că RARβ are activitate unică anti-AP-1 care exhibă inhibarea generată de activitatea AP-1 în absența acidului retinoic ligand. Acești investigatori sugerează că inhibarea unei formațiuni coloniale din celulele cancerului de sân, supraexprimând RARβ și fără tratament cu acid retinoic, este datorat activității ligandului anti-AP-1 al subtipului acestui receptor.

În contrast cu aceste descoperiri, acidul retinoic a indus diferențierea celulelor neuroblastoma și a celor de tetracarcinoma rezultate în suprareglarea activității AP-1. Corelarea acestor date cu raportul lui Giannini și al colaboratorilor în care, în contrast, cu alte linii celulare tumorale, creșterea liniilor celulare de neuroblastoma nu este alterată de tratamentul cu retinoizi antagonici AP-1.

S-a raportat că acidul retinoic a indus împiedicarea creșterii, iar diferențierea celulele melanoma la șoarecii B16 este însoțită de o creștere a activității AP-1, aceasta blocând activitatea AP-1 care se datoreaza expresiei dominant-negative A-fos și care se opune capacității acidului retinoic,inhibă creșterea ancorării dependente/independente și simulează diferențierea. Este interesant de notat că melanocitele sunt derivate din creasta neurală și astfel are o descendență comună cu celulele neuronale. Această derivare comună poate explica de ce a crescut activitatea AP-1 a ambelor tipuri de tumori în prezența acidului retinoic, în contrast cu tumorile epiteliale derivate.

3.4.2. MAP-kinazele

Răspunsurile factorilor de creștere, stres și adenergici ai diferențierii au determinat modificarea MAP-kinazelor. Retinoizii au arătat influența activității acestor căi. Expunerea pielii epidermale umane la radiație UV, a activat Erk ½, JNK si MAP-kinazele p38 rezultând inducerea c-Jun. Pretratamentul pielii umane cu acid retinoic a inhibat inducerea de UV a c-Jun și a unui mecanism post-transcripțional, probabil blocând una dintre aceste căi MAPK. Suprimarea căii Erk ½ prin acidul retinoic a fost mai direct arătată de Sah și colaboratorii.

Folosind celulele umane ectocervicale HPV – imortalizate s-a arătat că tratamentul simultan cu EGF și retinoidul RAR-selectiv a inhibat ambele faze ale activatii Erk ½ , care ,în consecință, a eliminat inducerea ciclinei D1 și a simulat proliferarea EGF. Tratamentul celulelor cancerului de sân cu acid retinoic reduce de asemenea fosforilarea Erk[135]. Această acțiune a fost demonstrată ca fiind responsabilă pentru efectele inhibitoare, de creștere ale acidului retinoic pe celulele canceroase de sân. O perspectivă privind mecanismul prin care retinoizii ar putea să inhibe calea Erk ½ a fost oferită de Xu și colaboratorii prin care au arătat că tratarea anumitor tipuri de celule cu acid retinoic induce expresia proteinei mitogenice fosfataz-kinaza 1.

Cu toate acestea există studii care demonstrează că acidul retinoic crește activarea Erk. Aceasta a fost pentru prima dată arătată de Yen și colaboratorii prin inducerea acidului retinoic la nivelul HL-60. Mai târziu a fost arătat că această activare a Erk –ului era necesară pentru diferențierea de retinoid.

Activarea acidului retinoic prin calea Erk are loc la nivelul celulelor stem din embrionii de soarece SI concomitent cu familia adipocitelor. Retinoizii activează de asemenea și Erk ½ în celulele SH-SY5Y în timpul diferențierii neuronale. Pe această cale acidul retinoic activează transglutaminaza și transaminarea tesutului din RhoA. MAP-kinazele activate regleaza creșterea axonului și expresia markerului neuronal, indus de aciul retinoic.

O altă cale MAP-kinazică importantă care implică JNK (c-Jun amino terminal kinaza) este de asemenea reglată de acidul retinoic. Această cale este implicata în vindecare stresului, creștere și/sau apoptoza și depinde de tipul de celulă. Pe parcursul diferențierii acidului retinoic indus de celulelor canceroase embrionare ale șoarecilor P19 este susținută activarea JNK – ului, dar nu și a Erk ½ sau a MAP-kinazelor p38 . Studii suplimentare de diferențiere a acidului retinoic indus la celulelor P19 a dezvăluit activarea JNK – ului necesar pentru diferențierea neurală. De asemenea, s-a arătat că activarea JNK – ului implică MEKK4 dar nu și MEKK1. S-a mai arătat că activarea JNK – lui este necesară pentru creșterea acidului retinoic la nivelul axonului din celulele umane neuroblastoma SH-SY5Y. Recent s-a demonstrat că sporirea acidului retinoic induce apoptoza celulelor canceroase în prostată și sân, implicand activarea JNK. În contrast cu efectul stimulator al acidului retinoic asupra JNK – ului, Lee și colaboratorii au înregistrat că acidul retinoic inhibă JNK – ul în celulele epiteliale umane normale ale bronhiilor. Investigații mai amănunțite au arătat că această inhibare este datorată creșterii induse de retinoid cu specificitatea duală a MAP kinazei fosfataza 1.

În ceea ce privește modularea căii MAP kinazei p38 de către retinoizi. Similar cu JNK – ul această cale se crede că mediază stresul, citokina și semnalele modulatoare apoptotice. Tratamentul celulelor cancerului de sân MCF-7 și a celulelor promielocitice umane NB-4 cu acid retinoic activa MAP-kinaza p38. S-au obținut dovezi că Rac 1 și MAPKAP kinaza 2 realizau creșterea sau descreșterea retinoidului activat p38 MAP kinaza P38 are de asemenea un rol în funcția RAR.

Gianni și colaboratorii au descoperit că fosforilarea RARγ de către p38 este necesară pentru degradarea și transactivarea RARγ indusă de acidul retinoic.

Niles și colaboratorii au descoperit că tratamentul celulelor melanoma ale șoarecilor B16 cu acid retinoic inhibă fosforilarea celulelor p38, care la rândul ei coreleză cu inhibarea fosforilării ATF-2 și creșterea susceptibilității la apoptoză.

3.4.3. Fosfoinozitil-3 kinaza și Akt

Fosfoinozitil–3 kinaza / calea Akt poate fi activată de un număr de hormoni crescuți, citochine și agenții înconjurători. Această cale a fost asociată cu sporirea supraviețuirii celulei și patogenezele unor boli, printre care și cancerul. Nu este surprinzător că retinoizii modifica activitatea acestei căi.

Acidul retinoic inhibă simularea IGF-1 din Akt în celulele canerului de sân uman MCF-7, aceasta a fost corelată cu acțiunile antiproliferative. În liniile celulare ale cancerului de sân care au expresia HER2/neu, ca și MDA-MB-453, acidul retinoic este incapabil să suprime creșterea acestora.

Aceasta apare datorită abilității HER2/neu de a stimula calea Akt, rezultând supresia activității de legare a RARE. Transfecția și expresia unui mutant Akt dominant-negativ, în aceste celule are ca rezultat o activitate crescuta de legare a RARE.

De asemenea, receptorii retinoidului interacționează cu calea PI-3K/ Akt. Expresia CRBP este slab reglata in diferite tipuri de cancer de sân. Expresia CRBP în aceste celule inhibă activarea AKT și colonizează formarea de celule în suspensie, dar nu de celulele aderente.

Acest efect a fost mimat prin tratamentul cu inhibitori selectivi PI-3K. Fosforilarea RARγ2 rezultă din slaba reglare a acidului retinoic prin calea PI-3K/Akt.

Manipualrea acestei căi prin agenți care activează sau inhibă activitatea sa, demonstrează turnover-ul șii activitatea transcripțională a RARγ2 care a fost afectată. Aceste date indică rolul important al căii PI-3K/Akt în semnalizarea acidului retinoic. PI-3K este o familie de izoenzime despre care se crede că au roluri distincte biologic.

Inducerea acidului retinoic prin diferențierea HL-60 este însoțită de o creștere a cantității și activității PI-3K C2β nuclear, cât timp tratamentul asupra celulei mielomonocitice U937 cu acid retinoic induce expresia selectivă a PI-3Kγ. Supra-reglarea PI-3Kγ este necesara pentru susținerea activării Erk ½ care, la rândul lui, este necesar pentru diferențierea macrofagelor indusa de acidului retinoic.

Lopez–Carballo și colaboratorii au observat că această activare a căilor de semnalizare a PI-3K/Akt de catre acid retinoic a fost necesara pentru diferențierea celulelor neuroblastoma SH-SY5Y, umane.

Totuși, analog cu efectul său asupra MAP kinazelor, acidul retinoic poate simula și inhiba, în același timp, calea PI-3K/Akt depinzând de tipul celulei.

Reglarea ciclului celular

Unul dintre efectele biologice majore ale acidului retinoic este acela de a inhiba proliferarea celulei. În majoritatea celulelor/țesuturilor care au fost examinate, această reglare apare în faza G1 a ciclului celular. Calea exactă prin care acidul retinoic blochează progresul ciclul celulei nu este cunoscut si poate avea efecte semnificative asupra proteinelor reglatoare ale ciclului celulei.

3.4.4. Ciclinele

O țintă majoră pentru acidul retinoic este ciclina D. Cantitatea de ciclina D1 și D3 este scăzută pentru majoritatea liniilor celulare umane ale cancerului de sân, răspunzătoare de retinoid, în aceeași măsură fiind scăzuta și in liniile celulare epiteliale imortalizate HBL-100 și MCF-10A ale sânului uman.

Celulele epiteliale normale mamare, umane, relevă faptul că ciclina D1 exogenă este rezistentă la împiedicarea creșterii și diferențierea indusă de acidul retinoic.

Tabelul 2 . Efectul acidului retinoic asupra proteinelor reglatoare ale ciclului celular la diferite tipuri de tumori

Legendă: săgeata indică schimbarea micelului cantității proteinei indicate, urmând tratamentul celulelor tumorale cu acid retinoic. Liniuțele indică faptul că nu este nici o schimbare de date validă sau acolo nu este nici o schimbare la nivelul proteinei indicate.

Mecanismul prin care acidul retinoic descrește expresia ciclinei D1 a fost examinat de către Dmitrovky și colaboratorii. Aceștia au descoperit că în cazurile celulelor epiteliale umane de la nivelul bronhiilor și cel al celulelor carcinoma embrionale umane, acidul retinoic a cauzat degradarea în proteina ciclinei D1, dar nu și în ARNm. Declinul în proteina ciclinei D1 poate fi prevenit prin inhibitori proteazomi, iar analize ulterioare au arătat că acidul retinoic a avansat fosforilarea proteinei ciclinei D1.

Prin examinarea genelelor a căror expresie a scazut in timpul stoparii cresterii induse de acidului retinoic și diferențierii celulelor teratocarcinoma ale șoarecilor F9 s-a observat că una dintre genele clonate a fost ciclina D3. Supraexpresia ciclinei D3 în celulele teratocarcinoma a inhibat abilitatea acidului retinoic de a induce stoparea creșterii.

Recent, s-a arătat că ciclina D3 interacționează specific cu CRABP-II și RARα, dar nu și cu RXRα. Această legătură a D3 la CRABP-II este independentă de ligand, dar pentru a se lega la RARα are nevoie de acid retinoic.

Acidul retinoic, în mod special izomerul 9-cis a crescut expresia proteinei ciclinei D3, concomitent cu stoparea creșterii și diferențierii HL-60.

3.4.5. Kinazele dependente de ciclină

Nivelul kinazelor dependente de ciclină (CDK) nu variază odată cu ciclul celular, dar activitatea ei târzie este guvernată de cicline si inhibitorii kinazei proteinei dependente de ciclină (CDKI). CDK-urile 2, 4 și 6 joacă un rol important în reglarea progresiei in cadrul fazei G1 a ciclului celular. Ca urmare a acestor descoperiri privind CDK-urile este interesant faptul că tratamentul cu acid retinoic al celulelor MCF-7 ale cancerului de sân conduce la o scaderea nivelurilor ARNm CDK2 și proteinei, ca de altfel și activitatea enzimei, in timp ce nivelurile de CDK4 și 6 nu se schimbă [170]. În mod similar, în celulele epiteliale bronhiale, acidul retinoic a suprimat expresia și activitatea CDK2 și CDK6.

În mod interesant, tratamentul cu acid retinioc al celulelor scuamoase din carcinoamele de la nivelul plămânului conduce la scăderea CDK-3, un CDK necomun, fără schimbări la nivelul CDK2, 4, 5, 6 sau 7. În ciuda acestor numeroase rapoarte și a majorității studiilor bazate pe reglarea acidului retinoic al proteinelor reglatoare ale ciclului celular, nu s-au găsit schimbări la nici unul dintre CDK-uri.

3.4.6. Inhibitorii kinazei dependenți de ciclină (CDKI)

Așa cum am menționat mai sus, activitatea CDK-urilor poate fi reglată de cantitatea de CDKI-uri. Când nivelurile lor sunt mari, aceștia pot bloca progresia fazei G1 a ciclului celular. La acel nivel există o varietate de CDKI-uri (p16, p18, p19 – familia INK-4; p21, p27 – familia CIP/KIP), în cea mai mare parte acidul retinoic pare să aibă un efectul important aupra lui p27, cu câteva efecte limitate asupra lui p21.

Tratamentul neuroblastomei, celulelor canceroase ale plămânului mic, celulelor embrionare carcinoma și melanoma, cu acid retinoic a crescut cantitatea de proteină p27. În mai multe linii celulare, creșterea indusă de retinoid a fost arătată ca fiind datorată inhibiției proteolizelor de calea ubiquitin-proteazomă. În multe celule tumorale, în orice situație, acidul retinoic nu alterează expresia p27 – CIP/KIP; astfel, demonstrând din nou selectivitatea tipului de celulă a efectului retinoizilor.

Ca urmare a numeroaselor studii pre-clinice și a încercărilor clinice există dovada că retinoizii pot inhiba progresia anumitor leziuni neoplazice, ca și a celor de la nivelul capului, gâtului și zonei cervicale. În unele boli (de exemplu, leucemia promielocitică), retinoizii pot să inducă fie diferențierea fie și/sau împiedicarea creșterii tumorii. În ciuda acestor efecte anti-neoplastice importante, mecanismul/căile prin care retinoizii dobândesc efectele sale biologice sunt încă necunoscute.

În termenii stoparii creșterii, inhibarea ciclinei D și stimularea expresiei p27 apar ca având roluri importante prin care retinoizii blochează progresia din cadrul fazei G1 al ciclului celular. În mod interesant, la multe dintre cazuri, această reglare este realizată post-translațional in cadrul stabilitatii alterate a proteinei. În cazul unui melanom B16, la șoarece au fost evidențiate câteva căi care conduc la inducerea diferențierii și stoparii proliferarii celulare.

Figura 24. Căile de semnalizare ale acidului retinoic care induce diferențierea și inhibă creșterea celulelor melanoma B16 de șoareci

Similar cu alte tumori ale crestelor neurale derivate din celule acțiunea retinoidului implică creșterea activității AP-1 și creșterea cantității de p27-CIP/KIP. De asemenea, implica gena țintă Tbx-2 și inhibarea lui p38 din activarea MAPK, conducand la scăderea activității de fosforilare a ATF-2. Pentru o înțelegere amplă în ceea ce privește acidul retinoic și potențialele căi de semnalizare care afectează activitatea sa biologică sunt necesare cercetări mult mai avansate.

3.5. Cancerul cervical

Reprezintă cel mai comun cancer malign, 80% dintre femeile din țările slab dezvoltate prezintă cancer cervical. Un rol important în formarea acestiu tip de cancer îl are virusul papiloma uman (HPV).

Infecția cu HPV reprezintă un factor crucial pentru inițierea leziunilor cervicale și pentru transformarea virală în expresia genelor, determinând progresia leziunilor neoplazice.

Studii epidemiologice au arătat că există un factor care influențează prepeoplazia și anume efectul CIN (neoplazia intraepitelială cervicală), care progresează la cancerul invaziv. Aproape toate țesuturile epiteliale conțin receptori pentru acidul retinoic și pentru deficiența în vitamina A care constituie un factor important în apariția cancerului la om.

S-a demonstrat că retinoizii au efecte importante în transformarea leziunilor premaligne atunci când îi folosim împreună sau în asociație cu interferonii. Acidul retinoic are un rol benefic în menținerea sănătății epiteliului cervical.

Capacitatea retinoizilor de a acționa ca agenți în modularea creșterii celulelor normale și maligne este facilitată prin interacția cu receptorii respective, specifici. Deficiența de vitamină A poate fi tratată prin administrarea de RA.

Retinoizii sunt esențiali pentru creșterea normală și întreținerea multor țesuturi, în reproducere, metabolism și diferențiere celulară, hematopoieză, dezvoltarea embrionară și spermatogeneză.

Retinoizii sunt reglatori puternici ai creșterii și diferențierii celulare, reglează calea normală a diferențierii celulelor epiteliele și pot acționa ca agenți chemopreventivi având efecte inhibitorii aupra cancerului viral și carcinogeneză. Aceștia reprezintă o componentă esențială în alimente (ouă, lapte, unt, ulei de pește).

Figura 25: Infecția cu virusul papiloma uman. Genomul HPV reprezintă 6 proteine exprimate timpuriu și proteine exprimate tardiv în ciclul de viață.

(A): celulele bazale din mucoasa epiteliului stratificat care exprimă proteinele E1 și E2 în care sunt infectate de virion și care se replică în non-citosol, expresia genelor timpurii;

(B): celulele infectate sunt deplasate spre celulele distale și exprimă proteinele E6 și E7 care prezintă o diferențiere întârziată și o proliferare cu o mulțime de celule genomice. Când genomul ADN linear al HPV parcurge regiunea E2, aceasta este ruptă și are loc represia transcripției oncogenelor E6 și E7, aceste fiind dispuse la displazie;

(C): tumora rupe membrana bazală și invadează țesutul subepidermal. Mecanismul care stă la baza acestor procese este reprezentat de capacitatea retinoizilor de a regla expresia genelor și de a acționa la nivelul țesuturilor țintă.

Figura 26: extirparea uterului prin histeroscopie în stadiul timpuriu al cancerului cervical (stadiul 1:1), evidențierea uterului, colului uterin și a manșetei vaginale

Retinoizii în chemoprevenția cancerului cervical

Figura de mai jos arată timpul ideal de chemoprevenție, pacienții prezentând un risc crescut al HPV chiar și în absență de CIN, aceștia sunt pozitivi pentru HIV. Persoanele fumătoare cresc riscul apariției de HPV.

Figura 27. Progresia neoplaziei cervicale intraepiteliale (CIN)

3.5.2. Retinoizii în combinație cu chemoterapia

Separat de chemoprevenție retinoizii pot avea un loc în combinație cu chemoterapia cancerului sau ca senzor radio. În stadiul avansat cancerul cervical sau cancerul metastazic rămâne o provocare important pentru terapie.

Deși s-au făcut îmbunătățiri din punct de vedere terapeutic supraviețuirea pacienților rămâne încă scăzută. S-au făcut tratamente de radioterapie concomitent cu cisplatin care este un senzor radio.

Cisplatinul este foarte emetic și nefrotoxic dar nu poate fi eficient întotdeauna.

Cu toate acestea un medicament non-toxic sau mai puțin toxic este necesar care să acționeze ca senzor radio sau să ajute reducerea dozei de cisplatin fără a compromite efectele acestuia.

Adăugarea alitretinoinului la doze scăzute de cisplatin combinat cu roadioterapie a crescut moartea celulelor canceroase in vitro.

Alt studiu a demonstrat îmbunătățirea semnificativă a oxigenării tesutului pe durata tratamentului cancerului cervical cu radioterapie adăugând alitretinoin la interferonul alfa.

Interferonul alfa, probabil, crește efectul antitumoral al retinoizilor și de asemenea acționează pentru el însuși ca senzor radio.

Retinoizii pot avea un rol important în cancerul cervical avansat și în bolile degenrative, în special la pacienții tratați chirurgical.

Figura 28. Stadiu avansat de cancer cervical înainte (A) și după (B) tratamentul cu chemoradioterapie

Majoritatea studiilor de chemoprevenție pe cervix au fost făcute pe neoplazia intraepitelială cervicală.

Studii epidemiologice au arătat că o mică administrare pe cale orală a vitaminei A este asociată cu creșterea riscului de apariție a cancerului scuamos.

Studii in vitro pe celule canceroase au arătat că retinoizii rezultați în urma creșterii inhibiției determină blocarea ciclului celular sau determină inducerea apoptozei.

Carcinomul celular scuamos din cavitatea bucală și faringiană reprezintă a cincia parte dintre cele mai comune forme de cancere din lume.

În 1996, peste 575.000 de cazuri au fost diagnosticate ca având cancer faringian și reprezintă 5,6% din totalitatea formelor de cancer. Carcinomul faringian și bucal este de două ori mai comun la barbați, decât la femei.

Tratamentul constă în operații și radioterapie, determinând astfel o imbunatățire pe termen lung.

3.5.3. Studii clinice

Retinoizii pot fi implicați în activități anticanceroase și în diferite tipuri de tumori. Tratamentul cu retinoizi este eficient pentru 10% dintre persoanele care prezintă cancer la nivelul pielii.

Celulele scuamoase canceroase de la nivelul pielii și cervix pot fi tratate eficient cu 13-cis-RA și α- interferon. O doză de retinil palmitat în fiecare zi, timp de 12 luni, poate diminua dezvoltarea cancerului. De asemenea, leucemia promielocită acută (PLM) poate fi tratată cu o doză scăzută de all-trans RA.

În aceste tipuri de tumori, răspunsul la retinoizi este asociat cu amplificarea translocării cromozomilor 15 și 17. Această translocare fuzionează spre RAR-α pe cromozomul 17, spre gena PML pe crmozomul 15, rezultând formarea PML-RAR-α, proteină care conține ADN și situsul de legătură al RA.

-Bibliografie-

Bollag W, Holdner EE:”Retinoids in cancer prevention and therapy”. Ann Oncol, 2005.

Costache Marieta, Dinischiotu Anca: „Vitamine hidrosolubile”, Editura Porotransilavania, București, 1998.

Grer V. P., Manson P., Kirby, Smith, H. J. Nicholls, Simons C. J., „Enzyme Inhib.”, Med. Chem., 2003.

Griffiths CEM, Russman AN, MajmudarG, „Rrestoration colagen formation in photo damaged human skin by retinoic acid”, Nengl J Med, 329, 533-535, 1993.

Hayashi K, Yokozaki H, Naka K, Yasui W, Lotan, Tahara E. „Overexpression of retinoic acid receptor beta induce growth arrest and apoptosis in oral cancer cell lines”. Jpn J Cancer Res, 2001.

Hong WK, Sporn MB. „Recent advances in chemopreventions of cancer”, Since, 2002.

Hong,W.K., Sporn, Roberts, Goodman, „The Retinoids Biology, Chemistry and Medicine”, 2001.

Huynh C. K., Brodie, Njar, „Cancer”, 513-523, 2006.

Quin, D.Z., Ren,M., Wei,Y, Wang, X.,Van der Geijn F., Rasmussen C., Nakanishi O. Sacchi N., Pili R. „ Prostate”, 2005.

Klaassen I, Brakenhoff RH, Smets SJ, Snow GB, Braakhuis BJ. „Enhancer turnover of all-trans-retinoic acid and increased formation of polar metabolit in headand neck squamous cell carcinoma lines compared with normal oral keratinocytes”. Clin Cancer Res, 2001.

Lippman SM, Kavanagj JJ, Paredes-Espinoza M, Delgadillo- Madrueno F, Paredes- Casillas P, Hong WK.”13-cis-retnoic acid plus interferon alpha: higly active systemic therapy for squamos cell carcinoma of the cervix. J Natl Cancer Inst, 1992.

Miller WH. „The emerging role of retinoids and retinoic acid metabolism blocking agents in the treatment of cancer”. Cancer, 2001.

Muindi J, Frankel SR, Miller Jr WH, Jakubowski A, Scheinberg DA, Young CW. „Continuous tratament with all-trans-retinoic acid causes o progressive reductions in plasma drug concentrations: implications for relapse and retinoid in patients with acute promyolocytic leukaemia”. Blood, 1992.

Munger K. „The role of human papiulomaviruses in human cancer”. Front Biosci, 2003.

Petkowicg M, Brand NF, Krust A, Chambo P, „ A human retinoic acid receptor wich belongs to the family of nuclear recptor”, Nature, 1987.

Schempman KP, van der Meij EH, Smeel LE, van der Waal I. ” Malignant transformation of oral leukoplakia”: a follow-up study of a hospital-based populations of 166 patients with oral leukoplakia from the Neherlands. Oral Oncol, 1998.

Semba R,” Vitamina A, immunity and infection”, Cin Inf Dis, 19, 489-199, 1994.

Sporn MB, Roberts AB. „Role of retinoids in differentiations and carcinogenesis”. J Natl Cancer Inst, 2000.

Tang G, Russell RM. „Formation of all-trans-retinoic acid and 13-cis-retinoic acid from all-trans-retinyl palmitate in humans”. J Nutr Biochem, 1991.

Yang BH, BRAY FI,Parkin DM, „Cervical cancer as a priority for prevention in diferrent world regions”, 2004.

Yokoyama M, Nakao Y, Iwasaka T,et al. „Retinoic acid and interferon-alfpha effects on cell growtg and differetiation in cervical carcinoma cell lines. Obstet Gyneco, 2002 .

Wan YJ, Wang L, Wu TC, „The expressionof retinoid receptor genes is regulated by all-trens-retinoic acid and 9-cis-retinoic acid in F9 tetracarcinoma cell”, Exp Cell Res, 56-61, 1994.

Wolf A: „The intracellular vitamin A-binding proteins an overview of their functions”, Nutr Rev,49, 1-12, 1991.

Zschabitz A, Weiser H, Stoff E, Gabius HJ, „Modulation of the glycoconjugate expression in thetracheobronhial epitehlium during sustained hypovitaminose”, A Hospital Histopathol, 195-404, 1996.