PLoS ONE: Identifikation af Candidate Lille-Molecule Therapeutics til kræft af Gene-Signature Forstyrrelse i Connectivity Mapping

Abstrakt

Forbindelse mapping er et nyligt udviklet teknik til at opdage de underliggende forbindelser mellem forskellige biologiske tilstande baseret på gen-ekspression ligheder. Den sscMap metode har vist sig at give øget følsomhed i kortlægning meningsfulde sammenhænge, ​​der fører til testbare biologiske hypoteser og identificere lægemiddelkandidater med særlig farmakologiske og /eller toksikologiske egenskaber. Udfordringer er dog stadig til, hvordan at prioritere de mange opdagede forbindelser på en fordomsfri måde, således at succesraten for enhver opfølgning undersøgelse kan maksimeres. Vi introducerer et nyt koncept, gen-signatur perturbation, som har til formål at teste, om en identificeret forbindelsen er stabil nok mod systematiske mindre ændringer (forstyrrelse) til gen-signatur. Vi anvendte den forstyrrelse metode til tre uafhængige datasæt opnået fra GEO databasen: akut myeloid leukæmi (AML), livmoderhalskræft og brystkræft behandlet med letrozol. Vi viser, at forstyrrelse tilgang hjælper med at identificere meningsfulde biologiske forbindelser, som antyder de mest relevante lægemiddelkandidater. I tilfælde af AML, fandt vi, at de fremherskende forbindelser var retinsyrer og PPAR-aktivatorer. For livmoderhalskræft, vores resultater antydede, at potentielle lægemidler sandsynligvis involvere EGFR vej; og med brystkræft datasæt, vi identificerede kandidater, der er involveret i prostaglandin-hæmning. Således genet-signatur forstyrrelse tilgang tilføjet reelle værdier til hele tilslutningsmuligheder kortlægningen, der giver mulighed for øget specificitet i identificeringen af ​​mulige terapeutiske kandidater

Henvisning:. MCART GD, Zhang SD (2011) Identifikation af Candidate Små Molecule Therapeutics til kræft af Gene-Signature Forstyrrelse i Connectivity Mapping. PLoS ONE 6 (1): e16382. doi: 10,1371 /journal.pone.0016382

Redaktør: Diego Di Bernardo, Fondazione Telethon, Italien

Modtaget: September 20, 2010; Accepteret: December 14, 2010; Udgivet: januar den 31., 2011

Copyright: © 2011 MCART, Zhang. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Finansiering:. Dette arbejde blev støttet af Ministeriet for beskæftigelse og læring gennem sin “Styrkelse af all-øen Research Base” initiativ. De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Introduktion

Forskellige biologiske stater har deres egne karakteristiske gen-udtryk profiler, og disse profiler afspejle det aktuelle cellen og give et indblik i mulige effektorer at påvirke fænotype. Et træk ved microarray genekspressionsprofiler er evnen til at skelne mellem sygdomstilstande og den af ​​normale tilstande [1] – [3]. Forskellen i genekspression kan anvendes til at formulere en forespørgsel gen signatur baseret på relevante gener hentes af statistisk differentiering. Dette kan danne grundlaget for en sygdom-gen-drug-forbindelse, med opdagelsen af ​​potentielle kandidat- terapeutika. En sådan forbindelse mellem divergerende felter har evnen til at foreslå alternative behandlinger for sygdomme, der ofte møjsommeligt erhvervede i længere tid på en bestemt kendte effektor /inhibitor [4].

Connectivity Kort konceptet blev først introduceret af Lamb

et al.

(2006) som et forsøg på at tackle en af ​​de grundlæggende udfordringer i biomedicin, at etablere forbindelser mellem gener, narkotika, og sygdomme [3]. Det underliggende princip er, at genekspression differentiering tilstrækkeligt kan karakterisere en biologisk tilstand, som formuleringen af ​​en forbindelse mellem to stater kan gøres ved at sammenligne deres genomiske signaturer. De vigtigste komponenter i formuleringen sådan forbindelse er 1) en database kerne af genekspressionsprofiler, 2) en forespørgsel gen signatur, og 3) en algoritme, der anvender mønstermatchning at oprette forbindelser [1]. Som en videreudvikling af den oprindelige Connectivity Kort koncept, Zhang og Gant (2008) udviklet en enklere og ensartet ramme for udførelse af tilslutningsmuligheder kortlægning [5], som blev gennemført i sscMap (statistisk signifikante forbindelser ‘kort), der tilbyder forskerne de evnen til at gøre statistisk signifikante sammenhænge mellem query gen signaturer (gen lister, der skal analyseres) og reference- profiler (gen lister bruges som reference i forbindelse kortlægningen) [6].

Connectivity kortlægningsmetoder, sscMap især give mulighed for anvendelse af alternative lægemidler og nye anvendelser af eksisterende lægemidler [3], [5], [7]. Den connectivity kortlægning tilgang er blevet anvendt på undersøgelser for at opdage kandidat lægemidler til neuroblastom og hepatocellulært carcinom [8], [9]. Det var en nyttig ressource i disse tilfælde som prognosen for disse typer af kræft er særligt dårlige. Dette er en vigtig faktor, der øger den potentielle mulighed, som disse teknikker. Andre interessante teknikker, der har udviklet sig fra den oprindelige Connectivity Kort koncept har kigget på behandle virkemåde og molekylære effekter i form af et “drug-netværk (DN)” [10]. Iorio

et al.

Udviklet et værktøj til at udforske DN og forespørge det med ubeskrevne forbindelser til klassificering. Et andet område set på af Iskar

et al.

Var at udnytte filtrerings- og normalisering skridt til at forbedre signal-støj-forhold og belyse lægemiddelinducerede feedback-mekanismer ved hjælp af Connectivity kort [11]. sscMap adskiller sig fra disse tilgange ved at udforske allé af at vælge robuste kandidater til potentialet til at ændre fænotypen af ​​sygdomme ved hjælp af en modificeret rammerne af den oprindelige Connectivity Map. Gennem at indføre en ny placering og lave ordningen det giver sikkerhed og beskytter mod falske positiver. [5].

Anvendelsen af ​​en metode, der ville tillade øget følsomhed i terapeutisk kandidat udvælgelse ville tilbyde et attraktivt synergi med sscMap konceptet. Gennem en fremgangsmåde til forøgelse af tilliden terapeutiske potentiale ville det forkorte listen af ​​hentede kandidater og øge chancen for en vellykket anvendelse. For at gøre det bedst mulige forbindelser mellem disse stater er det vigtigt, at udvælgelsesprocessen er i stand til at forudsige kandidater nøjagtigt. Følsomheden og specificiteten af ​​sscMap sikre tilbagevenden statistisk signifikante forbindelser og akkumuleringen af ​​terapeutiske kandidater, men det er, hvordan disse rangeres til at maksimere deres effektivitet er af betydning. For at opnå dette vi introduceret et nyt koncept, gen-signatur perturbation, som hjælper med at opdage meningsfulde biologiske forbindelser, der er robuste og stabile over systematiske små ændringer (forstyrrelse). Kort fortalt er denne test af robusthed med forbindelser mellem gen-signaturer og referenceprofiler opnået ved at udelade hvert gen (probeset) en gang, med udskiftning, og vidne dens virkning på den samtidige notering af hypotese terapeutiske kandidater. En forstyrrelse stabilitet score (se afsnittet Metoder til detaljeret definition og procedure) beregnes for hver kandidat, med en maksimal score på 1 angiver, at kandidaten terapeutiske pågældende var stabil og robust mod forstyrrelse i analysen. En faldende score tyder på, at kandidaterne ikke var af tilstrækkelig kaliber til at kræve øjeblikkelig opmærksomhed. Grundlaget for denne tilgang giver brugeren mulighed for at få en liste over potentielle kandidatlande forbindelser, der har klaret sig stærkt blandt de indbyggede kerne database over reference- profiler. Udvidelse denne tilgang til at forstå den terapeutiske “styrke” i en fordomsfri måde ville øge anvendeligheden af ​​sscMap. For at vurdere dette for at rangere kandidat forbindelser ved deres evne til at modstå disse små ændringer i signatur gen listen har vi implementeret en metode af denne forstyrrelse test.

Vi undersøgte denne tilgang på tre offentligt tilgængelige datasæt fra GEO database [12]. Vi nået kurateret microarray datasæt for livmoderhalskræft, akut myeloid leukæmi og brystkræft (letrozol behandlet) [13] – [15]. For hvert casestudie blev rådata hentet i Affymetrix CEL format og de relevante oplysninger vundet fra pakker i BioConductor suite [16].

Akut myeloid leukæmi (AML) er en sygdom med en særdeles dårlig prognose. Det er en sygdom, hvor unormale myeloide blodlegemer produceres og ophobes i det perifere blod og knoglemarv [17]. AML har høje niveauer af genetisk heterogenitet og dette gør målrettede behandlinger udfordring [18]. Den GEO kurateret datasæt (GSE9476, af typen HG-U133A) indeholdt 64 prøver, 38 fra raske donorer og 26 fra AML-patienter. Udfordringerne i overvindelsen af ​​den heterogenitet har fået forskerne til at anvende high-throughput teknologi i et forsøg på at identificere gener med unormal udtryk for udviklingen af ​​specifikke og mindre giftige behandlinger [14].

Livmoderhalskræft er den anden mest almindelige type kræft hos kvinder i hele verden, og de fleste avancerede tilfælde opdaget die [19], [20]. Livmoderhalskræft celler viser karyotype ændring kompleksitet og det menes, at karakterisering af denne genetiske variation vil hjælpe afsløre gener altoverskyggende til livmoderhalskræft udvikling af kræft [13]. Datasættet om livmoderhalskræft (GSE9750, af typen HG-U133A) indeholdt i alt 66 prøver, hvoraf 24 var normal cervikal epitel, 33 primære tumorer og 9 cellelinier. I vores analyse de 9 cellelinier blev udeladt for at reducere variabilitet.

Brystkræft er den mest almindelige cancer hos kvinder. Østrogen hormoner er vigtig regulator af fysiologiske processer, og de spiller en rolle i brystcancercelleproliferation ved binding til deres mål-receptor [21] og derfor tilbyder en terapeutisk vej til behandling af antagonisme af østrogener aktioner [22]. Letrozol, en aromatasehæmmer, blev anvendt på brystkræftpatienter i sidste casestudie og genetiske profiler blev undersøgt. Det datasæt (GSE5462, af typen HG-U133A) indeholdt 116 prøver i en parret undersøgelse tager biopsier før og efter (10-14 dage) letrozol behandling, og det tilbydes et andet scenario fra de to første datasæt for tilslutningsmuligheder kortlægningen.

Resultater

akut myeloid leukæmi

den AML gen signatur.

To sample t-test (26 AMLs vs 38 Sunde) på AML datasættet returnerede 186 betydelige differentielt udtrykte gener med et forventet antal falske positiver (ENFP) 1. Denne liste blev derefter filtreret ved at fjerne de gener, hvis gennemsnitlige log2 udtryk intensiteter var under 6 i både de sunde og AML-grupper. Indstillingen af ​​et minimum log2 intensitet ved 6, selvom noget arbitrær, var baseret på vores tidligere erfaring med Affymetrix arrays, rationalet er, at lyse sonder med fluorescensintensitet over vis grænse giver mere pålidelige resultater. Denne filtrering ved sonde intensitet reduceres genet listen til 118. Tilføjelse af en yderligere stringens ved at analysere de fold ændringer, hvor acceptere en tærskel 1 for den absolutte log2-forholdet reduceret listen til 105 betydelige gener. For at udlede et repræsentativt gen signatur blev forskellige lister udarbejdet med den første 105, 50, 30, 20 og 10, af de højest rangerede gener ved p-værdi. sscMap analyserede disse gen-underskrifter af forskellig længde og genet signaturen blev bestemt til at være den, der returneres en liste af kandidat forbindelser af betydelig længde, og blev yderligere analyseret af den forstyrrelse metode. Oprettelse 30 forstyrrelse signaturer baseret på den oprindelige gen signatur, disse 31 gen underskrifter sammen blev re-analyseret af sscMap og en forstyrrelse stabilitet hver kandidat forbindelse blev opnået.

Forbindelserne til lægemidler.

Den AML casestudiet gav fem forbindelser med betydelige omvendte forbindelser til AML (se øverst i tabel 1). Inverse tilslutning her henviser til en forbindelse med negativ setScore defineret af ligning (6). I [5]. En negativ setScore angiver, at den biologiske tilstand kollektivt repræsenteret ved henvisningen sæt imod biologiske tilstand repræsenteres af genet signatur. I dette særlige tilfælde med AML, betyder det, at disse kandidatforbindelser alle har potentielle virkninger af modvirke AML sygdomstilstand. Hver kandidat blev derefter sorteret efter deres setSize (sæt) hvis i det tilfælde, hvor den forstyrrelse stabiliteter (PS) er lige. Der var kun én kandidat med en perturbation stabilitet 1. Dette antyder, at forbindelsen 5.186.223 var en stabil kandidat hele perturbation eksperimentet, selvom det havde en setszie af 1. SetSs for kandidaterne varierede fra 4: 1 som var lave, men inverse forbindelser hentes var relativt stærk, repræsenteret ved negative setscores spænder fra -0,3879 til -0,2377.

litteratur for 5.186.223 er knappe og Prestwick-691, den næste rangeret kandidat, følger trop med en ringe information tilgængelig. Den aromatiske retinoid TTNPB har vist sig at spille en nøglerolle i faldende proliferationen af ​​melanomceller under rexinoid og retinoid behandling [23]. Co-dergocrin mesilatestere værker ved at stimulere præsynaptiske dopaminreceptorer, som hæmmer noradrenalin sekretion, med noradrenalin har vist sig at øge udbredelsen af ​​visse kræftformer [24]. Iloprost, en syntetisk prostacyclin analog, er blevet foreslået som en kandidat lægemidler til kræft. Det nedsætter tumorcelleadhæsion til endotel ved binding til prostacyclin-receptoren og siges at have antimetastatiske virkninger [25]. Alle disse fem forbindelser har en negativ tilslutning score til AML-genet signatur, hvilket antyder, at de kan tjene som lægemiddelkandidater til behandling af AML, eller mere præcist, de alle har potentiale til at skubbe den biologiske tilstand repræsenteret af AML-patienter tilbage tættere på den biologiske tilstand repræsenteres af raske donorer.

Uønskede forbindelser hentes af AML casestudie gav en liste over fire forbindelser med en forstyrrelse stabilitet 1 og en sæt på mindst 5, bunden af ​​tabel 1 (solasodine, tranylcypromin, dilazep og neomycin). Solasodine er en glycoalkaloid, som kan have en rolle i beskyttelsen hudkræft [26]; tranylcypromin er en MAO-hæmmer, med monamine oxidase nedregulering en mulig indikator for kræft risiko [27]; dilazep er en inhibitor af equilibrativ transport af nukleotider [28]; og neomycin er en inhibitor af phospholipase C, som har en vigtig rolle i signaltransduktionsveje. Denne liste, var igen, filtreret til at omfatte kandidater, som modstod den forstyrrelse stabilitetstest (nederst i tabel 1). Kandidater blev sorteret efter deres PS og derefter af sæt i faldende orden. SetNos varierede fra 0,1551 til 0,2588. Det faktum, at disse forbindelser har positive forbindelser til AML angiver, at de kan fremkalde en transkriptionel respons svarende til den observeret i AML. Generelt kan forbindelser med stærke positive forbindelser til en sygdom signatur ikke skal anvendes som kandidat terapeutiske midler for denne sygdom. Dog kunne deres kendte form for handlinger alligevel give værdifuld indsigt om de mekanismer, der er svækkede eller kompromitteret i sygdomstilstanden. En omfattende liste over stoffer, der er tilsluttet AML genet signatur kan findes i den supplerende tabel S1.

Livmoderhalskræft

I livmoderhalskræft casestudie en liste over 575 gener blev opnået med en ENFP 0,1. Filtrering generne ved at kræve et minimum af log2 intensiteter af 6 i begge grupper, og en absolut log2 udtryk forhold på over 1, blev der opnået en liste over 210 betydelige gener med p-værdi. Gene underskrifter blev derefter formuleret indeholdende 210, 100, 50, 30, 20 og 10, højest rangerede gener, som ovenfor. Disse gen-signaturer i forskellige længder blev derefter sat til sscMap og antallet af betydende forbindelser undersøgt, genet underskrift blev anset den mest værdige til yderligere granske ved forstyrrelse metode, da der kun var to lægemiddelkandidater for 50-genet underskrift og returnere nogen kandidater for nogen af ​​de kortere profiler. Forstyrrelse underskrifter blev genereret, og sammen med den oprindelige, blev disse sat sscMap og resultater analyseres. Listen over lægemidler med betydelige forbindelser til livmoderhalskræft gen-signatur blev derefter ordnet efter deres forstyrrelse stabilitet. Figur 1 viser de betydelige forbindelser i forhold til setScore mod setSize (grøn) med effektorer med høj forstyrrelse score og setSize fremhævet andet end grøn

Grønland betydelige forbindelser.; Blå-væsentlige negative tilslutning setscores med høj PS og store setszie; Rød- betydelige positive tilslutning setscores med høj PS og store setSize.

Forbindelserne til lægemidler.

livmoderhalskræft casestudie returneret en liste over 16 kandidatforbindelser med en PS 1 hvis ekspression profiler blev omvendt forbundet til livmoderhalskræft genet signatur (se øverst i tabel 2). De øverste kandidater med høj setSize var Trichostatin A, fluphenazin og 15-delta prostaglandin J2. Trichostatin A, en histon deacetylase (HDAC) inhibitor, er blevet anvendt i cancer forskning; det giver en hidtil ukendt tilgang til behandling af kemoterapi tumorer ved at forbedre følsomheden til DNA-beskadigende midler [29]. Fluphenazin er et antipsykotisk lægemiddel og et medlem af phenothiazin-gruppen, som er blevet foreslået som havende en antiproliferativ virkning og kan være vellykket som anticancermidler [30]. 15-delta prostaglandin J2 har vist sig at påvise inhibering af celleproliferation i cancere ved peroxisomproliferatoraktiverede receptor-gamma-afhængige og -uafhængige mekanismer [31].

Der var 3 lægemidler, der havde positiv tilslutning scores til livmoderhalskræft signatur med en forstyrrelse stabilitet 1 og en sæt af 5 (diphemanil metilsulfate, riluzole og sulfamethoxazol) sammen med genistein og paclitaxel som havde PS men et større sæt. Diphemanil metilsulfate, riluzol og sulfamethoxazol havde setscores spænder fra 0,1180 til 0,0853 (toppen af ​​figur 1). Diphemanil metilsulfate er en syntetisk kvaternær [32], men lidt er kendt for dets brug i kræftforskning. Riluzol, en ionkanal modulator, er blevet vist ved østrogenreceptor stress at påvise en inhibering af DNA-syntese og apoptose i visse cellelinjer [33]. Sulfamethoxazol, et antibakterielt middel, er blevet anvendt til behandling af infektioner i patienter med cancer i kombination med trimethoprim med minimal toksicitet [34]. En omfattende liste over stoffer, der er tilsluttet Livmoderhalskræft gen signatur kan findes i den supplerende tabel S2.

Letrozol behandlet brystkræft

letrozol behandlet brystkræft undersøgelse var et eksempel, hvor den modsatte retning til tidligere eksempler søgt. Her vil vi være på udkig efter forbindelser, der har en lignende effekt som letrozol, med kandidater i krængning, der har en rolle, der var i kontrast med letrozol. Ved udarbejdelsen af ​​genet signatur, t-tests returneret en liste over 33 gener ved hjælp af en ENFP 3. Da dette var en håndterbare liste, og sandsynligvis relateret til den direkte virkning af behandlingen, blev ikke yderligere stringens filtre anvendes dermed fjerne forsøgslederen engagement. Som i de to ovennævnte tilfælde blev signaturer oprettet ved hjælp 33, først 20 og første 10 af de mest betydningsfulde gener. De blev analyseret ved sscMap og baseret på antallet af lægemidler genet underskrift blev udtaget til perturbation analyse som beskrevet i eksemplerne ovenfor. Signaturen returnerede en liste over 461 stoffer med væsentlig tilknytning til det, 312 havde positiv sammenhæng score, 304 havde forstyrrelse stabilitet 1. Afkastet af 304 forbindelser er en afspejling af signaturen opgjort som følge af t-test, der ser ud at have forskellige virkninger på specifikke gener. Da dette var et stort antal blev listen fremmes filtreret af setSize. I alt 30 lægemiddelkandidater med positive tilslutning scoringer blev hentet opfylder PS = 1 og sæt (se øverst i tabel 3). Sættene til denne liste har svinget mellem 19 til 6 med SetNos ,6797-,2719.

Forbindelserne til narkotika.

De øverste rangerende forbindelser, der er vist i figur 2, havde to repræsentative phenothiaziner; chlorpromazin og fluphenazin. Chlorpromazin har vist cytotoksicitet mod kræft cellelinjer, og der er tegn på, at der kan være antineoplastiske virkninger af antipsykotiske lægemidler i almindelighed, med skizofreni patienter, der får antipsykotisk medicin har nedsat risiko for kræft [35]. 15-delta prostaglandin J2 var også til stede sammen med nordihydroguaiaretsyre og resveratrol. Nordihydroguaiaretsyre, en 5-lipoxygenase inhibitor, er vist at virke som en ledende forbindelse med evnen til at inducere en type af apoptose (anoikis), uden påviselig toksicitet [36]. Resveratrol, et naturligt forekommende phytoalexin stede i druer, er blevet undersøgt for sine terapeutiske virkninger i kræft og dens kemoterapeutiske og kemoforebyggende evner [37]

Grønland betydelige forbindelser.; Blå-betydelige positive tilslutning setscores med høj PS og store setSize; Rød- betydelige negative tilslutning setscores med høj PS og store setSize.

For modsatte tilslutninger, letrozol behandlet brystkræft datasæt genereret en liste over 6 forbindelser, hvor sæt var med forstyrrelse stabilitet 1, (nederste halvdel i figur 2), med østradiol inkluderet for et PS, er til stede i 10 ud af 11 stabilitetsforsøg, på grund af dens store sæt af 37. sættene lå 6-37 med SetNos spænder fra -0,5622 til -0,1921. De top-rated forbindelser var Wortmanin og genistein. Wortmannin, en inhibitor af P 3K, og genistein, en phytoestrogen nedregulering tyrosinkinase, er blevet anvendt i cancer forskning demonstrerer inhibering af cancer motilitet og EGFR signalhæmning henholdsvis [38], [39]. En omfattende liste over stoffer, der er tilsluttet Letrozole-behandlede brystkræftgen signatur kan findes i den supplerende tabel S3.

Diskussion

akut myeloid leukæmi

AML er en heterogen sygdom, hvor målrettede behandlinger er opstået for at se på histondeacetylaseinhibitorer, demethylering agenter, farnesyltransferase og FLT-3-hæmmere, men hvor den første målrettede terapi er alle-

trans

retinoinsyre (ATRA) [40]. Resultaterne præsenteret i tabel 1 leverede to kandidater for hvilke oplysninger er ganske minimal i forhold til kræftbehandlingen, 5.186.223 og Prestwick-691, så fortolkning af deres anvendelighed som terapi er fastholdt og udgør interessante laboratorieforsøg og en påmindelse om de oplysninger, der måske ikke være aktuelt i lægemiddelforskning.

TTNPB er en retnoic syre, der binder til retinsyrereceptor (RAR), som er en tiltalende forbindelse givet mængden litteratur om ATRA til behandling af en AML subtype akut promyelocytisk leukæmi [ ,,,0],41], [42]. Det er blevet rapporteret, at Aml2 og AML1 ekspression kan induceres ved retinsyre med ATRA med reduceret effekt på non-M3 AML (en anden end akut promyelocytisk leukæmi type), da den virker på RAR pathway [43], [44]. På trods af denne retinoid differentiering terapi har vist lovende resultater

in vitro

[45]. For nylig, Tsai

et al.

Har foreslået, at en høj affinitet retinoid X receptor (RXR) kan være en kandidat til ikke-M3 AML behandling, idet også, at dette er muligt gennem co-stimulering af både RAR og RXR receptorer at være involveret i differentieringen af ​​ikke-M3 AML [46]. Det var interessant, at iloprost var til stede. Iloprost er blevet vist at inhibere tumordannelse ved den rolle, aktivering af PPAR nukleære receptorer [47]. Det har også en hæmmende virkning på transformerende vækstfaktor (TGF), et cytokin, der fremmer differentiering af Th17 celler. Th17 celler er blevet sagt til fremskridt eller støtte i udviklingen af ​​AML [48]. Denne tilslutning var en demonstration af flere veje og mangfoldigheden af ​​målrettede lægemidler og en fortaler for laboratorium forskning i at forstå de mest gavnlige behandlinger for enkeltpersoner. Co-dergocrin mesilat som kandidat terapeutisk var en interessant opdagelse som en inhibitor af norepinephrin det kan spille en rolle i reduktionen af ​​cancer proliferation ved at stimulere præsynaptiske dopaminreceptorer. Det har også en rolle i sin aktivering har en effekt på genekspression i østrogen-stimuleret TGF [49].

livmoderhalskræft

De livmoderhalskræft resultater viste ved hjælp af de højest rangerede kandidater i krængning, at østrogen er en faktor i udvælgelsen af ​​kandidater, og det har vist sig, at østrogen receptor alpha (eR) er en vigtig initiativtager i kræft [50]. Dette ville forklare tilstedeværelsen af ​​østrogen relaterede veje i krængning (øverste halvdel af figur 1), med riluzol og genisten citeret. Diphemanil metilsulfate har tilsyneladende ingen oplysninger om dens virkninger i kræft og sulfamethoxazol bliver brugt som et antibakterielt terapeutisk. Den sscMap evne til at vælge disse kandidater viser sin øget følsomhed over for betydelige liste af gener analyseret. Det faktum, at de højest rangerede negative kandidater er enten østrogen relateret eller uigennemtrængelige for livmoderhalskræft er beviser for, at de kan være ineffektive i at ændre fænotypen af ​​sygdommen positivt.

De øverste terapeutiske kandidater i figur 1 (nedre halvdel) idet Trichostatin A blev fluphenazin og 15-delta prostaglandin J2 betragtes som gode hits med Trichostatin A (TSA) allerede anvendes af studier til behandling livmoderhalskræft i kombination med bortezomib og set at forsinke tumorvækst [51]. Fluphenazin som medlem af phenothiazin familie er blevet anvendt som et antipsykotisk lægemiddel, men undersøgelser har vist, at de har en evne til at inducere apoptose og demonstrere antitumoraktivitet

in vivo

[30]. 15-delta prostaglandin J2 er blevet påvist at inducere vækststandsning eller inhibering i flere tumorer og cancercellelinjer herunder bryst- og colon gennem en aktivering af PPAR [31], [52]. At disse tre top hits har differentiere applikationer viser den genetiske variation i livmoderhalskræft. Nylige behandlinger har haft en tendens i retning af epidermal vækstfaktorreceptor (EGFR) og vaskulær endotelvækstfaktor VEGF signaleringsveje med terapeutiske midler, der fokuserer på adenosintriphosphat hæmmere og monoklonale antistoffer [53]. Alle tre kandidater er blevet vist i undersøgelser for at have en virkning på EGFR-vejen med TSA har vist sig at forøge følsomheden af ​​TRAIL-resistente ovariecancerceller ved inhibering af EGFR pathway [54]. Fluphenazin er en calmodulin-inhibitor, med calmodulin mediere stigninger i intracellulær Ca2 + aktiverende EGFR-afhængig signalering [55]. Dette er en indikation af, at genet signatur analyseret af sscMap hentet selektive lægemidler i kraft af forbindelser mellem stærke kandidater. Signaturen var en ganske lang liste af relevante gener, som kunne have ført til variable resultater. Dette er et vigtigt aspekt af forstyrrelse tilgang, der kan fjerne “svagere” kandidater ved at placere dem længere nede på listen, der fungerer som en indikator for deres beslutsomhed. Kandidaterne er repræsenteret i den nederste halvdel af tabel 3 viser en lignende transkription reaktion på sygdommen. De havde stærke egenskaber i PS og setSize, derfor tyder deres manglende evne til at drage fordel af sygdommen fænotype. Som anført ovenfor, det faktum, at ER er en vigtig initiativtager understøtter kandidaterne i den nederste halvdel af tabel 3 (østrogen relaterede eller uigennemtrængelige for livmoderhalskræft).

Letrozol behandlet Brystkræft

Som letrozol , en aromataseinhibitor, tilbyder en nedsættelse østrogenproduktion forekommer det sandsynligt, at de lægemidler, der ville være til stede i krængning (figur 2 nedre halvdel), ville være forbindelser beslægtet med østrogen og østrogen receptor mål. Dette er tilfældet med valget af wortmannin, en inhibitor af PI3K, er vist at have nogen virkning på østrogen berøvet cellelinjer [22]. Wortmannin i denne særlige undersøgelse blev anvendt til at inhibere PI3K /AKT pathway at genoprette celle følsomhed over for tamoxifen (et antiøstrogen) for at vise interaktionen mellem ER og vækstfaktorreceptor pathways. Også til stede var estradiol, genistein (phytoestrogen) og diethylstilbestrol (et syntetisk østrogen), der var indikatorer for eventuelle skadelige virkninger som alle disse forbindelser vil kontrast effekten bliver gives ved letrozol terapi. Diethylstilbestrol var et lægemiddel gives til kvinder under graviditet for at forhindre abort (fra 1940’erne til 1960’erne), der nu viser højere forøgede brystkræft. Deres døtre, nu i en alder for diagnose, har også en øget forekomst af brystkræft, med en rate ratio på 2,5 sammenlignet med ikke-diethylstilbestrol-eksponerede [56] – [58].

De øverste terapeutiske kandidater der blev leveret i figur 2 (øverste halvdel), (chlorpromazin, fluphenazin, 15-delta prostaglandin J2, nordihydroguaiaretsyre og resveratrol) er alle stærke behandlinger i cancerforskning. De phenothiaziner (chlorpromazin og fluphenazin) er lægemidler, der anvendes til behandling af bipolar og psykotiske lidelser, med chlorpromazin blevet påvist at have moderate hæmmende effekt på BCRP (brystkræft modstand protein), og dermed reducere dens multiresistens effekter [59]. Resveratrol har mange anvendelser i kræftforskning, da det hæmmer cellulære begivenheder i forbindelse med initiering, promotion og progression [60]. 15-delta prostaglandin J2 dukker op som potente antitumormidler, bliver vist at have væksthæmmende effekter og apoptotiske kapaciteter [61]. Nordihydroguaiaretsyre, Resveratrol og 15-delta prostaglandin J2 er terapeutiske midler involveret i prostaglandin-inhibering [61] – [63], til gengæld prostaglandin er en potent inducer af aromatase ekspression, inducerer også Ciclooxygenase-2 (COX-2) ekspression [64], og har en rolle i carcinogenese. Denne vej er også udnyttes af letrozol som har vist sig at blokere aromatase opreguleret ved prostaglandin [65], og der ville være en klar sammenhæng mellem disse lægemidler.

sscMap foreslåede kandidater er enten terapi, der har et stærkt engagement i kræftbehandlingen eller kan handle i en lignende vej som letrozol tyder på, at genet signatur, selv om der kun indeholder gener (probesets), præcist kunne summere de relevante ekspressionsniveauerne i datasættet.