1. Proteazomální systém jako
antimyelomový terapeutický cíl
Argumentace:
Jakožto budoucího lékaře je pro mě velice znepokujující fakt, že rakovina je druhou nejčastější
příčinou úmrtí v Evropě. Ročně je jen v České republice diagnostikováno nádorové onemocnění u
65 tisíc obyvatel. Okolo 30 tisíc pacientů každým rokem onemocnění podlehne. Mnohočetný
myelom patří mezi častější hematologické malignity, proti kterým se doposud nepodařilo nalézt
uspokojivou léčbu. První inhibitor proteazomu prokázal vysokou účinnost již v první fázi
klinického testování a byl ve zrychleném procesu schválen do klinické praxe. Požadavek po ještě
vyšší specifitě a nižším toxickém profilu vede výzkumníky k identifikaci dalších potenciálních
terapeutických cílů v proteazomálním systému, kterému se v práci věnuji.
Anotace:
Odborná text pojednává o úloze proteazomálního systému jako molekulárního cíle pro léčbu
mnohočetného myelomu. Mnohočetný myelom je hematoonkologické onemocnění, proti kterému
doposud neexistuje natolik účinný lék, který by umožnil úplné vyléčení této nemoci. Autorka
shrnuje poslední vědecké poznatky, které jsou orientovány na inhibici struktur účastnících se
ubikvitin-proteazomové degradace intracelulárních proteinů, a jež jsou nebo mohou být
potenciálními cíli pro antimyelomovou terapii.
Klíčová slova: proteazomální systém, proteazom, inhibitor, mnohočetný myelom, terapeutický cíl

2. Mnohočetný myelom (MM) je nádorové onemocnění krve charakterizované maligní
transformací B lymfocytů, která vyústí v nekontrolovanou proliferaci a akumulaci jejich
terminálních stádií v kostní dřeni. Maligní plazmatické buňky zde produkují monoklonální
imunoglobulin, který je spolu s dalšími imunokompetentními molekulami zodpovědný za sérii
odpovídajích klinických příznaků.
Diagnóza MM je podmíněna prokázáním přítomnosti tří hlavních kritérií, a to maligních
plazmocytů v kostní dřeni nad 10 %, monoklonálního imunoglobulinu v séru nebo moči
a dysfunkce některého ze souvisejících orgánů či tkání, tzv. CRAB 1. S MM související
hyperkalcemie (C) vzniká v důsledku nadměrné resorpce kosti, která slouží jako zásobárna vápníku;
při renální insuficienci (R) dochází k poškození funkce nefronu v důsledku nadměrného množství
lehkých řetězců imunoglobulinů; anemie (A) je způsobena inadekvátní odpovědí erytroblastů
na stimulaci erytropoetinem v přítomnosti myelomových buněk a osteolýza (B) vzniká zvýšením
množství a aktivity osteoklastů oproti osteoblastům vlivem signálních proteinů produkovaných
myelomovými buňkami2.
Jedná se o druhé nejčastější hematoonkologické onemocnění s 86 000 de novo
diagnostikovaných případů ročně po celém světě3. Dle údajů Národního onkologického registru činí
incidence MM v České republice v průměru 4 případy na 100 000 obyvatel4. Medián věku pacientů
v době diagnózy je 65 let, přičemž pětina se dožije 5 let od jejího stanovení.
Poměrně dlouhou dobu byla léčba MM založena na chemoterapii pomocí alkylačních činidel
(př. melfalan, cyklofosfamid) a glukokortikoidů, které sice prodloužily medián přežití, ale
po dosažení své hranice byly výsledky léčby stagnujícího charakteru. Překonání této hranice
umožnily až léky tzv. nové éry, mezi které patří imunomodulační agens a inhibitory proteazomu 5.
Narozdíl od chemoterapeutik jsou totiž založeny na inhibici kritických signálních kaskád
myelomových buněk a jejich molekulárních interakcí s mikroprostředím, což zvyšuje terapeutickou
specifitu a účinnost vůči MM.
Bortezomib (Velcade) byl prvním inhibitorem proteazomu zavedeným do klinické praxe.
Poprvé byl nasyntetizován v polovině 90. let minulého století. První klinická studie s Velcade
sloužící pouze pro ověření bezpečnosti, prokázala jeho mimořádný účinek úplným vymizením
příznaků MM u jedné z testovaných pacientek. V roce 2003 byl proto bortezomib schválen
pro léčbu MM v USA a o rok později i v České republice6.
Mechanismus působení bortezomibu je založen na inhibici funkce proteazomu, který je
centrální strukturou proteazomálního systému. Jedná se o multikatalytický enzymový komplex
tvaru dutého válce, v jehož útrobách probíhá štěpení intracelulárních proteinů. Nejběžnějším typem
je 26S proteazom o hmotnosti 2,5 MDa s 32 podjednotkami. Skládá se ze základny 20S proteazomu
a dvou regulačních částí, nejčastěji 19S regulátorů, které slouží pro regulaci vstupu substrátů

3. a výstupu produktů proteolýzy. Základna proteazomu je tvořena čtyřmi prstencovými strukturami
poskládanými nad sebou a obsahuje tři katalytické podjednotky β1, β2 a β5, na které se bortezomib
navazuje. Inhibice poslední z nich je kritická pro ztrátu funkce celého systému7.
Jakmile dojde k inhibici proteazomálního systému, je zastavena degradace buněčných
proteinů. Dochází k agregaci nesprávně složených proteinových struktur, nedostatečné proteolýze,
zejména proteinů s krátkým biologickým poločasem, a k zastavení tvorby proteinových fragmentů,
které mohou dále působit jako efektory. Je nutné si uvědomit, že právě odlišnost proteinové výbavy
činí myelomové buňky mnohem citlivější k proteazomovým inhibitorům než ostatní buňky těla.
Ačkoliv dosud není znám přesný mechanismus vedoucí ke smrti myelomových buněk, předpokládá
se souhra více efektů, mezi něž patří inhibice signální dráhy NFκB, dysbalance pro- a anti-
apoptických proteinů Bcl-2 rodiny, zvýšení hladiny transkripčního faktoru p53 a nadměrná agregace
proteinů, a to zejména díky vysoké hladině sekrece monoklonálních imunoglobulinů 7. Současný
výzkum se zaměřuje právě na vyhledávání jednotlivých molekul hrajících kritickou roli v apoptóze
buněk MM.
Ve skutečnosti je proteazomální systém ještě mnohem složitější, neboť k rozpoznání
proteinů určených k degradaci využívá několika dalších struktur. Předně, protein musí ve své
struktuře obsahovat degradační signál, tzv. N-degron. Pokud je N-degron rozpoznán, začíná
kaskáda enzymatických reakcí, kterých se zúčastní tři enzymy E1, E2 a E3, a jejímž výsledkem je
vazba proteinu na ubikvitin, který jej přenese až k proteazomu 8,9. Je známo, že existují dva typy E1,
několik desítek E2 a několik stovek E3 enzymů. Právě velký počet E3 enzymů hypoteticky
umožňuje zvýšení specifity inhibitorů proteazomálního systému. Pokud by totiž byly identifikovány
všechny klíčové proteiny, mohla by jejich degradace být zastavena cílenou inhibicí pouze
příslušných E3 enzymů a ne celého systému, což by výrazně snížilo i toxický profil těchto
inhibitorů. V současnosti již probíhají výzkumy s inhibitorem MLN4924 NEDD8-aktivujícího
enzymu, který je potřebný pro správnou funkci cullin-RING podtypů E3 enzymů a dalších 10.
Ačkoliv vývoj potenciálních léků potrvá ještě dlouhou dobu, zatím se proteazomální systém
jeví jako nadějný zdroj terapeutických cílů.

4. Zdroje:
1
Guidelines on the diagnosis and management of multiple myeloma [online]. London: British
Committee for Standards in Haematology in conjunction with the UK Myeloma Forum (UKMF),
14 October 2010. [cit. 2013-1-5]. Dostupné z
http://www.bcshguidelines.com/documents/MYELOMA_Mngmt_GUIDELINE_REVISION_Sept_
2010.pdf
-autoři uvedeni, aktuálnost, mail ke korespondeci, institutivní záštita, objektivita
2
Adam, Z., Krejčí, M., Hájek, R., Pour, L., Neubauer, J., Vaníček, J., Staníček, J. 2008.
Mnohočetný myelom, s. 209-239. In: Adam, Z., Adamová, Z., Brychtová, Y., Dvořáková, D.,
Elleder, M., Hájek, R., Klabusay, M., Kocmanová, I., Kořístek, Z., Král, Z., Krejčí, M., Křikavová,
L., Kuglík, P., Mayer, J., Moulis, M., Navrátil, M., Neubauer, J., Neumann, Č., Oltová, A.,
Pospíšilová, Š., Pour, L., Ráčil, Z., Staníček, J., Šmardová, J., Šmardová, L., .Štěrba, J., Trbušek,
M., Vaníček, J., Vorlíček, J. Hematologie: Přehled maligních hematologických nemocí, 2. doplněné
a zcela přepracované vydání. Grada, Praha. ISBN 978-807-2626-489.
- odborná učebnice, erudovaní autoři, recenze, spolehlivost, datum vydání a všechny údaje uvedeny
3
Parkin, D.M., Bray, F., Ferlay, J., Pisani, P. 2005. Global cancer statistics, 2002. CA Cancer J
Clin. 55(2):74-108. ISSN: 0007-9235.
-kvalifikovaní autoři, odborný časopis, vědecká přesnost, objektivita, statisticky zpracované údaje
dle relevantních metod
4
Dušek, L., Mužík, J., Kubásek, M., Koptíková, J., Žaloudík, J., Vyzula, R. Epidemiologie
zhoubných nádorů v České republice [online]. Masarykova univerzita, 2005. [cit. 2013-1-05].
Dostupné z http://www.svod.cz/report.php?diag=C90&type=pdf Verze 7.0 2007. ISSN 1802 – 886.
-institucionálně zaštítěná data z Národního onkologického registru ČR (ÚZIS), erudovaní autoři,
všichni uvedeni
5
Kyle, R, Rajkumar, S. 2008. Multiple myeloma. Blood. 111(6):2962-2972. doi: 10.1182/blood-
2007-10-078022.
-autoři (uvedeni, jedni z největších odborníků na myelom ve světě pracující na Mayo clinic),
instituce, časopis (impakt, reputace), odbornost informací
6
Hájek, R., Adam, Z., Maisnar, V., Ballová, V., Kessler, P., Bačovský, J., Buchtová, I., Gregora,
E., Gumulec, J., Krejčí, M., Mistrík, M., Pour L., Schützová, M., Straub, J., Ščudla, V., Špicka
I., Tóthová, E., Walterová, L. 2009. Diagnostika a léčba mnohočetného myelomu: Doporučení
vypracované Českou myelomovou skupinou, Myelomovou sekcí české hematologické společnosti a
Slovenskou myelómovou spoločností pro diagnostiku a léčbu mnohočetného myelomu. Transfuze
Hematol dnes. 15(Suppl 2): 1-80.
-odborná publikace, směrnice pro ČR a SR, autoři erudovaní, odborníci, uvedeni, aktuálnost

5. 7
Jung, T., Catalgol, B., Grune, T. 2009. The proteasomal system. Mol Aspects Med. 30(4):191-
296. doi: 10.1016/j.mam.2009.04.001
-odborný časopis, autoři odborníci, nejrozsáhlejší review na proteazomální systém obsahující
několik stovek referencí
8
Ciechanover, A., Hod, Y., Hershko, A. 1978. A heat-stable polypeptide component of an ATP-
dependent proteolytic system from retikulocytes. Biochem Biophys Res Commun. 81(4):1100-
1105. doi: 10.1016/0006-291X(78)91249-4.
-autoři jsou nositeli Nobelovy ceny za objev intracelulární degradace proteinů proteazomálním
systémem, reputace, odborný časopis
9
Bachmair, A., Finley, D., Varshavsky, A. 1986. In vivo half-life of a protein is a function of its
amino-terminal residue. Science. 234(4773):179-186. doi: 10.1126/science.3018930.
-erudovaní autoři, objevitelé degradačního signálu proteinů, časopis (impakt, reputace, odbornost,
prestiž)
10
Soucy, T.A., Smith, P.G., Milhollen, M.A., Berger, A.J., Gavin, J.M., Adhikari, S., Brownell,
J.E., Burke, K.E., Cardin, D.P., Critchley, S., Cullis, C.A., Doucette, A., Garnsey, J.J., Gaulin,
J.L., Gershman, R.E., Lublinsky, A.R., McDonald, A., Mizutani, H., Narayanan, U., Olhava,
E.J., Peluso, S., Rezaei, M., Sintchak, M.D., Talreja, T., Thomas, M.P., Traore, T., Vyskocil, S.,
Weatherhead, G.S., Yu, J., Zhang, J., Dick, L.R., Claiborne, C.F., Rolfe, M., Bolen, J.B.,
Langston, S.P. 2009. An inhibitor of NEDD8-activating enzyme as a new approach to treat cancer.
Nature. 458(7239):732-736. doi: 10.1038/nature07884.
-erudovaní autoři, časopis (impakt, reputace, odbornost, prestiž)