Терапевтичний потенціал модуляції активності йонних каналів ванілоїдних рецепторів TRPV1 в онкологічній практиці
ARTICLE PDF

Ключові слова

ванілоїдні рецептори (TRPV1 )
злоякісні новоутворення
протипухлинна терапія
агоністи/антагоністи TRPV1

Як цитувати

Гладких, Ф. (2022). Терапевтичний потенціал модуляції активності йонних каналів ванілоїдних рецепторів TRPV1 в онкологічній практиці. Український радіологічний та онкологічний журнал, 30(1), 67-77. https://doi.org/10.46879/ukroj.1.2022.67-77

Анотація

Актуальність. Ванілоїдні рецептори першого типу (TRPV1) відіграють важливу роль у пухлинному ґенезі та розвитку раку, оскільки рівні експресії TRPV1 змінюються у багатьох типах ракових клітин На сьогоднішній день регуляція функціональної активності та чутливості TRPV1 є об’єктом інтенсивних досліджень. Мета роботи – охарактеризувати сучасне уявлення про терапевтичний потенціал модуляції активності йонного каналу ванілоїдного рецептора TRPV1 в онкологічній практиці за даними відкритих літературних джерел. Матеріали та методи. Підбір публікацій виконано за базами даних PubMed, EBSCO, Clinical Key та ін. у яких висвітлювались відомості про йонні канали транзиторного рецепторного потенціалу, зокрема про ванілоїдні рецептори першого типу, їх роль у пухлинному ґенезі та терапевтичний потенціал модуляції їх активності. Результати та їх обговорення. Зв’язування екзогенних агоністів з рецептором TRPV1 супроводжується надходженням йонів Ca2+ з цитозолю в клітину. Відомо, що йони Ca2+ є одним з ключових вторинних месенджерів, відіграючи важливу роль у багатьох фундаментальних фізіологічних процесах, включаючи збудливість клітин, їх життєздатність, апоптоз та транскрипцію. Дисбаланс внутрішньоклітинного надходження Ca2+ тісно пов’язаний з ознаками різних видів раку. Останні дослідження показали, що Ca2+ також сприяє деяким злоякісним проявам пухлин, таким як проліферація, інвазія, міграція та метастазування. Крім того активація TRPV1 модулює баланс апоптозу-проліферації за допомогою механізмів, що виходять за межі передачі сигналів Ca2+, а в декількох повідомленнях згадується роль TRPV1 у метастазуванні ракових клітин. Висновки. Селективна активація TRPV1 або підвищення його експресії має терапевтичний потенціал, обумовлений плейотропним впливом на баланс апоптозупроліферації у ракових клітинах. Блокування TRPV1 або зниження його експресії здатне нівелювати гіпералгезію, спричинену новоутворенням. Крім того TRPV1 виступають у ролі біомаркерів низки онкологіних захворювань (інвазивна карцинома грудної залози, епітеліальний рак яєчників та шийки матки).

https://doi.org/10.46879/ukroj.1.2022.67-77
ARTICLE PDF

Посилання

Bujak JK, Kosmala D, Szopa IM, Majchrzak K, Bednarczyk P. Inflammation, Cancer and Immunity-Implication of TRPV1 Channel. Frontiers in Oncology. 2019;9:1–16. (In English). DOI: https://doi.org/10.3389/fonc.2019.01087

Neuberger A, Nadezhdin KD, Sobolevsky AI. Chapter ІІ: TRPV3 expression and purification for structure determination by Cryo-EM. Methods in Enzymology. 2021;652:31–48. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/bs.mie.2021.02.006

Prevarskaya N, Zhang L, Barritt G. TRP channels in cancer. Biochimica et Biophysica Acta. 2007;1772(8):937–46. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbadis.2007.05.006.

Ramsey SI, Delling M, Clapham DE. An introduction to TRP channels. Annual Review of Physiology. 2006;68:1–29. (In English). DOI: https://doi.org/10.1146/annurev.physiol.68.040204.100431

Nilius B, Owsianik G, Voets T, Peters JA. Transient receptor cation channels in disease. Physiological Reviews. 2007;87:165–217. (In English). DOI: https://doi.org/10.1152/physrev.00021.2006

Li L, Chen C, Chiang C, Xiao T, Chen Y, Zhao Y, Zheng D. The Impact of TRPV1 on cancer pathogenesis and therapy: a systematic review. International Journal of Biological Sciences. 2021;17(8):2034–49. (In English). DOI: https://doi.org/10.7150/ijbs.59918

Caterina MJ, Schumacher MA, Tominaga M, Rosen TA, Levine JD, David J. The capsaicin receptor: a heat-activated ion channel in the pain pathway. In Nature. 1997;816–24. (In English). DOI: https://doi.org/10.1038/39807

Aneiros E, Cao L, Papakosta M, Stevens EB, Phillips S, Grimm C. The biophysical and molecular basis of TRPV1 proton gating. The EMBO Journal. 2011;30:994–1002. (In English). DOI: https://doi.org/10.1038/emboj.2011.19

Boonen B, Alpizar YA, Sanchez A, Lopez-Requena A, Voets T, Talavera K. Differential effects of lipopolysaccharide on mouse sensory TRP channels. Cell Calcium. 2018;73:72–81. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/j.ceca.2018.04.004

Frias B, Merighi A. Capsaicin, nociception and pain. Molecules. 2016;21(6):1–33. (In English). DOI: https://doi.org/10.3390/molecules21060797

Holzer P. Transient receptor potential (TRP) channels as drug targets for diseases of the digestive system. Pharmacology and Therapeutics. 2011;131(1):142–70. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/j.pharmthera.2011.03.006

Malek N, Pajak A, Kolosowska N, Kucharczyk M, Starowicz K. The importance of TRPV1-sensitisation factors for the development of neuropathic pain. Molecular and Cellular Neuroscience. 2015;65:1–10. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/j.mcn.2015.02.001

Romac J, Liddle RA. Transient Receptor Potential Vanilloid 1 (TRPV1). Pancreapedia: Exocrine Pancreas Knowledge Base. 2012;1:1–9. (In English). DOI: https://doi.org/10.3998/panc.2012.11

Hladkykh F.V. Characteristic of mechanisms of antiulcerogenic action of agents of vanilloid receptors (TRPV1) on the model of gastropathy induced by acetylsalicylic acid. Pharmacy & Pharmacology. 2017;5(3):283–301. (In English). DOI: https://doi.org/10.19163/2307-9266-2017-5-3-283-301

Hladkykh FV. Non-steroidal anti-inflammatory drugs: therapeutic and side effects, ways to optimize them [Monograph]. Vinnytsia: Works. 2022;216. (In Ukrainian). DOI: https://doi.org/10.46879/2022.1

Warzecha Z, Dembinski A, Ceranowicz P, Dembinski M, Cieszkowski J, Kownacki P, Konturek PС. Role of sensory nerves in gastroprotective effect of anandamide in rats. Journal of physiology and pharmacology. 2011;62(2):207–17. (In English).

Zhai K, Liskova A, Kubatka P, Büsselberg D. Calcium entry through TRPV1: A potential target for the regulation of proliferation and apoptosis in cancerous and healthy cells. International Journal of Molecular Sciences. 2020;21(11):4177. (In English). DOI: https://doi.org/10.3390/ijms21114177

Hou N, He X, Yang Y, Fu J, Zhang W, Guo Z, Hu Y, Liang L, Xie W, Xiong H, Wang K, Pang M. TRPV1 Induced Apoptosis of Colorectal Cancer Cells by Activating Calcineurin-NFAT2-p53 Signaling Pathway. BioMed Research International. 2019;2019:6712536. (In English). DOI: https://doi.org/10.1155/2019/6712536.

Zhu M, Chen L, Zhao P, Zhou H, Zhang C, Yu S, Lin Y, Yang X. Store-operated Ca2+ entry regulates glioma cell migration and invasion via modulation of Pyk2 phosphorylation. Journal of Experimental & Clinical Cancer Research. 2014;33(1):1–11. (In English).

Kim YT, Jo SS, Park YJ, Lee MZ, Suh CK. Distinct Cellular Calcium Metabolism in Radiation-sensitive RKO Human Colorectal Cancer Cells. The Korean Journal of Physiology & Pharmacology. 2014;18(6):509–16. (In English). DOI: https://doi.org/10.4196/kjpp.2014.18.6.509

Gueguinou M, Crottes D, Chantome A, Rapetti-Mauss R, Potier-Cartereau M, Clarysse L, Girault A, Fourbon Y, Jezequel P, Guerin-Charbonnel C, Fromont G, Martin P, Pellissier B, Schiappa R, Chamorey E, Mignen O, Uguen A, Borgese F, Vandier C, Soriani O. The Sigma R1 chaperone drives breast and colorectal cancer cell migration by tuning SK3-dependent Ca2+ homeostasis. Oncogene. 2017;36(25):3640–7. (In English). DOI: https://doi.org/10.1038/onc.2016.501

Prevarskaya N, Skryma R, Shuba Y. Calcium in tumour metastasis: new roles for known actors. Nature Reviews Cancer. 2011;11(8):609–18. (In English). DOI: https://doi.org/10.1038/nrc3105

Stock K, Kumar J, Synowitz M, Petrosino S, Imperatore R, Smith ES, Wend P, Purfürst B, Nuber UA, Gurok U, Matyash V, Wälzlein JH, Chirasani SR, Dittmar G, Cravatt BF, Momma S, Lewin GR, Ligresti A, De Petrocellis L, Cristino L, Di Marzo V, Kettenmann H, Glass R. Neural precursor cells induce cell death of high-grade astrocytomas through stimulation of TRPV1. Nature Medicine. 2012;18:1232. (In English). DOI: https://doi.org/10.1038/nm.2827

Nazıroğlu M, Çiğ B, Blum W, Vizler C, Buhala A, Marton A, Katona R, Jósvay K, Schwaller B, Oláh Z, Pecze L. Targeting breast cancer cells by MRS1477, a positive allosteric modulator of TRPV1 channels. PLoS ONE. 2017;12:e0179950. (In English). DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0179950

Li YR, Gupta P. Immune aspects of the bi-directional neuroimmune facilitator TRPV1. Molecular Biology Reports. 2019;46:1499–510. (In English). DOI: https://doi.org/10.1007/s11033-018-4560-6

Rodrigues T, Sieglitz F, Bernardes GJL. Natural product modulators of transient receptor potential (TRP) channels as potential anti-cancer agents. Chemical Society Reviews. 2016;45(22):6130–7. (In English). DOI: https://doi.org/10.1039/C5CS00916B

Mc-Namara FN, Randall A, Gunthorpe MJ. Effects of piperine, the pungent component of black pepper, at the human vanilloid receptor (TRPV1). British Journal of Pharmacology. 2005;144(6):781–90. (In English). DOI: https://doi.org/10.1038/sj.bjp.0706040

Yaffe PB, Coombs PMR, Doucette CD, Walsh M, Hoskin DW. Piperine, an alkaloid from black pepper, inhibits growth of human colon cancer cells via G1 arrest and apoptosis triggered by endoplasmic reticulum stress. Molecular Carcinogenesis. 2015;54(10):1070–85. (In English). DOI: https://doi.org/10.1002/mc.22176

Ray A, Vasudevan S, Sengupta S. 6-Shogaol inhibits breast cancer cells and stem cell-like spheroids by modulation of notch signaling pathway and induction of autophagic cell death. PLoS ONE. 2015;10(9):e0137614. (In English). DOI: https://doi.org/10.1371/journ al.pone.0137614

So CL, Milevskiy MJG, Monteith GR. Transient receptor potential cation channel subfamily V and breast cancer. Laboratory Investigation. 2020;100:199–206. (In English). DOI: https://doi.org/10.1038/s41374-019-0348-0

Zhen X, Xie C, Jiang Y, Ai X, Xing B, Pu K (2018) Semiconducting photothermal nanoagonist for remote-controlled specific cancer therapy. Nano Letters. 2018;18(2):1498–505. (In English). DOI: https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.7b05292

Hu F, Sun WW, Zhao XT, Cui ZJ, Yang WX. TRPV1 mediates cell death in rat synovial fibroblasts through calcium entry-dependent ROS production and mitochondrial depolarization. Biochemical and Biophysical Research Communications. 2008;369:989–93. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2008.02.155

Liu T, Wang G, Tao H, Yang Z, Wang Y, Meng Z, Cao R, Xiao Y, Wang X, Zhou J. Capsaicin mediates caspases activation and induces apoptosis through P38 and JNK MAPK pathways in human renal carcinoma. BMC Cancer. 2016;16:790. (In English). DOI: https://doi.org/10.1186/s12885-016-2831-y

Amantini C, Mosca M, Nabissi M, Lucciarini R, Caprodossi S, Arcella A, Giangaspero F, Santoni G. Capsaicin_induced apoptosis of glioma cells is mediated by TRPV1 vanilloid receptor and requires p38 MAPK activation. Journal of Neurochemistry. 2007;102:977–90. (In English). DOI: https://doi.org/10.1111/j.1471-4159.2007.04582.x

Ip SW, Lan SH, Lu HF, Huang AC, Yang JS, Lin JP, Huang HY, Lien JC, Ho CC, Chiu CF, Wood W, Chung JG. Capsaicin mediates apoptosis in human nasopharyngeal carcinoma NPC-TW 039 cells through mitochondrial depolarization and endoplasmic reticulum stress. Human & Experimental Toxicology. 2012;31:539–49. (In English). DOI: https://doi.org/10.1177/0960327111417269

Hernandez AM, Colvin ES, Chen YC, Geiss SL, Eller LE, Fueger PT. Upregulation of p21 activates the intrinsic apoptotic pathway in beta-cells. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism. 2013;304:281–90. (In English). DOI: https://doi.org/10.1152/ajpendo.00663.2012

Al-Taweel N, Varghese E, Florea AM, Büsselberg D. Cisplatin (CDDP) triggers cell death of MCF-7 cells following disruption of intracellular calcium ([Ca2+]i) homeostasis. International Journal of Toxicology. 2014;39:765–74. (In English). DOI: https://doi.org/10.2131/jts.39.765

Varghese E, Busselberg D. Auranofin, an anti-rheumatic gold compound, modulates apoptosis by elevating the intracellular calcium concentration ([Сa2+]і) in MCF-7 breast cancer cells. Cancers (Basel). 2014;6(4):2243–58. (In English). DOI: https://doi.org/10.3390/cancers6042243

Zheng L, Chen J, Ma Z, Liu W, Yang F, Yang Z, Wang K, Wang X, He D, Li L, Zeng J. Capsaicin enhances anti-proliferation efficacy of pirarubicin via activating TRPV1 and inhibiting PCNA nuclear translocation in 5637 cells. Molecular Medicine Reports. 2016;13:881–7. (In English). DOI: https://doi.org/10.3892/mmr.2015.4623

Deveci HA, Nazıroǧlu M, Nur G. 5-Fluorouracil-induced mitochondrial oxidative cytotoxicity and apoptosis are increased in MCF-7 human breast cancer cells by TRPV1 channel activation but not Hypericum perforatum treatment. Molecular and Cellular Biochemistry. 2018;439:189–98. (In English). DOI: https://doi.org/10.1007/s11010-017-3147-1

Kosar PA, Naziroglu M, Ovey IS, Cig B. Synergic effects of doxorubicin and melatonin on apoptosis and mitochondrial oxidative stress in MCF-7 breast cancer cells: involvement of TRPV1 channels. The Journal of Membrane Biology. 2016;249:129–40. (In English). DOI: https://doi.org/10.1007/s00232-015-9855-0

Ortega-Guerrero A, Espinosa-Duran JM, Velasco-Medina J. TRPV1 channel as a target for cancer therapy using CNT-based drug delivery systems. European Biophysics Journal. 2016;45:423–33. (In English). DOI: https://doi.org/10.1007/s00249-016-1111-8

Amgalan D, Garner TP, Pekson R, Jia XF, Yanamandala M, Paulino V, Liang FG, Corbalan JJ, Lee J, Chen Y, Karagiannis GS, Sanchez LR, Liang H, Narayanagari SR, Mitchell K, Lopez A, Margulets V, Scarlata M, Santulli G, Asnani A, Peterson RT, Hazan RB, Condeelis JS, Oktay MH, Steidl U, Kirshenbaum LA, Gavathiotis E, Kitsis RN. A small-molecule allosteric inhibitor of BAX protects against doxorubicin-induced cardiomyopathy. Nature Cancer. 2020;1:315–28. (In English). DOI: https://doi.org/10.1038/s43018-020-0039-1

Szolcsаnyi J, Pintеr E, Helyes Z, Petho G. Inhibition of the function of TRPV1-expressing nociceptive sensory neurons by somatostatin 4 receptor agonism: mechanism and therapeutical implications. Current Topics in Medicinal Chemistry. 2011;11:2253–63. (In English). DOI: https://doi.org/10.2174/156802611796904852

Erin N. Role of sensory neurons, neuroimmune pathways, and transient receptor potential vanilloid 1 (TRPV1) channels in a murine model of breast cancer metastasis. Cancer Immunology, Immunotherapy. 2020;69(2):307–14. (In English). DOI:https://doi.org/10.1007/s00262-019-02463-0

Chaffer CL, Weinberg RA. A perspective on cancer cell metastasis. Science. 2011;331:1559–64. (In English). DOI: https://doi.org/10.1126/science.1203543

Prevarskaya N, Ouadid-Ahidouch H, Skryma R, Shuba Y. Remodelling of Ca2+ transport in cancer: how it contributes to cancer hallmarks? Philosophical Transactions of the Royal Society. 2014;369:20130097. (In English). DOI: https://doi.org/10.1098/rstb.2013.0097

Kadio B, Yaya S, Basak A, Dje K, Gomes J, Mesenge C. Calcium role in human carcinogenesis: a comprehensive analysis and critical review of literature. Cancer and Metastasis Reviews. 2016;35:391–411. (In English). DOI: https://doi.org/10.1007/s10555-016-9634-0

Villalobo A, Berchtold MW. The role of calmodulin in tumor cell migration, invasiveness, and metastasis. International Journal of Molecular Sciences. 2020;21(3):765. (In English). DOI: https://doi.org/10.3390/ijms21030765

Xu S, Zhang L, Cheng X, Yu H, Bao J, Lu R. Capsaicin inhibits the metastasis of human papillary thyroid carcinoma BCPAP cells through the modulation of the TRPV1 channel. Food & Function journal. 2018;9:344–54. (In English). DOI: https://doi.org/10.1039/C7FO01295K

Kark T, Bagi Z, Lizanecz E, Pásztor ET, Erdei N, Czikora A, Papp Z, Edes I, Porszasz R, Tóth A. Tissue-specific regulation of microvascular diameter: opposite functional roles of neuronal and smooth muscle located vanilloid receptor-1. Molecular Pharmacology. 2008;73:1405–12. (In English). DOI: https://doi.org/10.1124/mol.107.043323

Ramer R, Hinz B. Inhibition of cancer cell invasion by cannabinoids via increased expression of tissue inhibitor of matrix metalloproteinases-1. Journal of the National Cancer Institute. 2008;100:59–69. (In English). DOI: https://doi.org/10.1093/jnci/djm268

Huang R, Wang F, Yang Y, Ma W, Lin Z, Cheng N, Long Y, Deng S, Li Z. Recurrent activations of transient receptor potential vanilloid-1 and vanilloid-4 promote cellular proliferation and migration in esophageal squamous cell carcinoma cells. FEBS Open Bio. 2019;9:206–25. (In English). DOI: https://doi.org/10.1002/2211-5463.12570

Patapoutian A, Tate S, Woolf CJ. Transient receptor potential channels: targeting pain at the source. Nature Reviews Drug Discovery. 2009;8:55–68. (In English). DOI: https://doi.org/10.1038/nrd2757

Hladkykh FV, Stepanyuk NG. Winboron: the first Ukrainian gastroprotector – vanilloid receptor agonist (TRPV1). Pharmacology and drug toxicology. 2016;4–5(50):20–9. (In Ukrainian).

Hladkykh FV, Stepanyuk NG. Experimental justification for the use of vinborone to increase the analgesic activity of ibuprofen. Current issues of pharmaceutical and medical science and practice. 2016;3(22):41–8. (In Ukrainian). DOI: https://doi.org/10.14739/2409-2932.2016.3.77934

Hartel M, di Mola FF, Selvaggi F, Mascetta G, Wente MN, Felix K, Giese NA, Hinz U, Di Sebastiano P, Büchler MW, Friess H. Vanilloids in pancreatic cancer: potential for chemotherapy and pain management. Gut. 2006;55(4):519–28. (In English). DOI: https://doi.org/10.1136/gut.2005.073205

Asai H, Ozaki N, Shinoda M, Nagamine K, Tohnai I, Ueda M, Sugiura Y. Heat and mechanical hyperalgesia in mice model of cancer pain. Pain. 2005;117:19–29. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/j.pain.2005.05.010

Lozano C, Córdova C, Marchant I, Zúñiga R, Ochova P, Ramírez-Barrantes R, González-Arriagada WA, Rodriguez B, Olivero P. Intracellular aggregated TRPV1 is associated with lower survival in breast cancer patients. Breast Cancer. 2018;10:161–68. (In English). DOI: https://doi.org/10.2147/BCTT.S170208

Han GH, Chay DB, Nam S, Cho H, Chung JY, Kim JH. Prognostic significance of transient receptor potential vanilloid type 1 (TRPV1) and phosphatase and tension homolog (PTEN) in epithelial ovarian cancer. Cancer Genomics Proteomics. 2020;17(3):309–19. (In English). DOI: https://doi.org/10.21873/cgp.20191

Han GH, Chay DB, Nam S, Cho H, Chung JY, Kim JH. The combination of transient receptor potential vanilloid type 1 (TRPV1) and phosphatase and tension homolog (PTEN) is an effective prognostic biomarker in cervical cancer. International Journal of Gynecological Pathology. 2021;40(3):214–23. (In English). DOI: https://doi.org/10.1097/PGP.0000000000000677

Lozano C, Cordova C, Marchant I, Zuniga R, Ochova P, Ramirez-Barrantes R, Gonzalez-Arriagada WA, Rodriguez B, Olivero P. Intracellular aggregated TRPV1 is associated with lower survival in breast cancer patients. Breast Cancer. 2018;10:161–68. (In English). DOI: https://doi.org/10.2147/BCTT.S170208

Weber LV, Al-Refae K, Wolk G, Bonatz G, Altmuller J, Becker C, Gisselmann G, Hatt H. Expression and functionality of TRPV1 in breast cancer cells. Breast Cancer. 2016;8:243–52. (In English). DOI: https://doi.org/10.2147/BCTT.S121610

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.