programmed cell death ( apoptosis )

Edited By : Rickky_Kuniawan@2010

1 CHAPTER 7 (PROGRAMMED CELL DEATH)



KEMATIAN SEL TERPROGRAM / APOPTOSIS

Kematian sel terprogram tipe I, yang juga dikenal sebagai apoptosis, adalah

suatu jalur genetik yang secara cepat dan efisien mematikan sel-sel yang tidak

dibutuhkan maupun yang rusak. Apoptosis pertama kali ditemukan oleh Kerr dkk., 1

Vogt2, dan Wyllie dkk. 3 Mereka menjelaskan adanya suatu proses morfologik baru

untuk kematian sel termasuk adanya penyusutan sel secara cepat, blebbing (penonjolan)

dari membran plasma, pemadatan kromatin, fragmentasi DNA intranukleosomal.

Setelah proses tersebut, sel yang mati difagosit oleh sel tetangga dan mengalami

degradasi. Apoptosis berasal dari bahasa Yunani apo, yang artinya “dari”, dan ptosis

yang artinya “jatuh”, analog dengan daun yang gugur dari sebuah pohon. Walaupun

belum dihargai pada saat itu, saat gen yang mengontrol apoptosis teridentifikasi dalam

suatu model organisme dan manusia, telah diketahui bahwa program tersebut

mengganggu perkembangan dan memicu suatu penyakit. Sejak itu, proses apoptosis

dianggap menjadi suatu hal yang penting.

Kematian sel oleh proses apoptosis dibutuhkan untuk menyusun jaringan pada

perkembangan normal dan merupakan bagian dari sistem pertahanan tubuh melawan

suatu penyakit. 4-6 Perkembangan dari kematian sel tersebut memberi suatu jarak antara

proses menghilangkan jalinan interdigital dengan pemilihan serta perlawanan terhadap

populasi sel B dan sel T yang penting utuk mengontrol respon imun. Pengaturan

apoptosis yang tepat merupakan suatu hal yang penting; apoptosis yang berlebihan

terkait dengan suatu kondisi degeneratif, dan defisiensi apoptosis memicu autoimunitas

dan kanker. Terlebih lagi, apoptosis dibutuhkan untuk mengeliminasi sel-sel yang rusak

atau terinfeksi pathogen sebagai suatu mekanisme untuk membatasi penyakit, terutama

kanker. Sebaliknya, tumor dan pathogen juga telah mengembangkan suatu mekanisme

yang baik untuk menekan apoptosis, yang bertujuan untuk memfasilitasi keberadaan

serta progresi penyakit. Pada kanker manusia, mekanisme untuk menekan apoptosis

termasuk hilangnya fungsi dari tumor supresor gen p53 yang memicu apoptosis dan

meningkatkan fungsi dari gen inhibitor apoptosis serta Bcl-2 onkogenik. Telah menjadi

suatu hal yang jelas bahwa progresi kanker dibantu tidak hanya dengan meningkatkan

tingkat multiplikasi sel melalui aktivasi dari c-myc onkogen, namun juga dengan

menurunkan tingkat eliminasi sel melalui apoptosis, contohnya dengan meningkatkan



ekspresi Bcl-2 (Gambar 7-1). Sesungguhnya, aktivasi dari onkogen seperti c-myc dapat

memicu apoptosis, memberikan suatu penjelasan tentang dibutuhkannya inaktivasi jalur

apoptosis pada banyak tumor. Terlebih lagi, tingkat efektivitas dari obat-obat anti

kanker yang ada melibatkan atau difasilitasi dengan merangsang respon apoptotik.

Dengan adanya komponen-komponen yang detail, proses sinyal molekuler, dan titik

kontrol pada jalur apoptotik, maka telah memberikan suatu pendekatan yang rasional

untuk kemoterapi yang menitikberatkan pada proses pengembalian kapasitas apoptotik

terhadap sel-sel tumor.

Identifikasi dari molekuler dimana tumor meng-inaktivasi apoptosis,telah

mengarah kepada terapi kanker dengan target langsungnya adalah jalur apoptotik. Obat-

obat tersebut telah digunakan dalam klinis untuk me-reaktivasi apoptosis secara spesifik

pada sel tumor sehingga terjadi regresi tumor. Kami disini mengulas aspek utama dari

apoptosis dan bagaimana apoptosis memiliki kaitan dengan perkembangan, progresi,

serta respon terapi dari kanker.

MODEL ORGANISME MENUNJANG PENJELASAN MEKANISTIK DALAM

REGULASI APOPTOSIS

Kunci untuk memperluas kematian sel terprogram dari suatu proses deskriptif

menjadi proses yang berbasis mekanisme diawali dengan suatu penemuan gen pada

nematode Caenorhabditis elegans (C. elegans) yang mengontrol kematian sel, kematian

sel defektif, atau gen ced . Suatu analisis genetik mengungkapkan bahwa ced-4 dan -

ced-3 memicu kematian sel yang lambat melalui cacat mutasi pada gen yang memiliki

ekstra sel. Pada pemeriksaan kontras produk gen ced-9 menghambat fungsi pemicu

kematian atau produk gen ced-4 dan ced-3, sehingga mempertahankan viabilitas sel.

Produk gen proapoptotik egl-1 menghambat produk gen ced-9, membuat suatu jalur

linear terkontrol yang ditingkatkan oleh regulator spesifik untuk kematian sel, dan

ditekan oleh proses fagositik jasad sel dan mekanisme degradasi (Gambar 7.2). 10

Penemuan tersebut membantu kemajuan kerja dari sistem mamalia saat dimana telah

jelas bahwa Ced-9 homolog dengan Bcl-2, 11 Ced-3 homolog dengan enzim pengubah

interleukin 1-β, yaitu suatu sistein protease yang pada akhirnya diklasifikasikan sebagai



anggota dari kelompok caspase yang merupakan suatu protease asam aspartat, 12 Egl-1

adalah suatu homolog protein BH3, 19 dan suatu proapoptotik (apoptotic protease-

activating factor-1 / APAF-1) yang ditemukan pada mamalia merupakan homolog Ced-

4. 15 Suatu jalur kematian sel yang mirip apoptosis yang ditemukan pada lalat buah

Drosophila melanogaster yaitu Reaper, Hid, dan Grim sebagai inhibitor dari inhibitor

apoptosis proteins (IAPs), secara negatif mengatur aktivasi caspase. Hal tersebut

akhirnya mengarahkan pada penemuan second mitochondrial-derived activator of

caspase (SMAC), yang juga dikenal dengan direct IAP-binding protein with low pI

(DIABLO), 13 Penelitian-penelitian telah mengembangkan paradigma dimana protein

BH-3 proapoptotik menghambat protein Bcl-2 antiapoptotik yang mencegah aktivasi

APAF-1 mediated caspase oleh sitokrom c, dan inhibisi dari inhibitor caspase (IAPs)

(Gambar 7.2). Dengan adanya aktivasi caspase dan destruksi proteolitik seluler maka

secara cepat akan mengakibatkan kematian sel.

Gambar 7.1 Peran apoptosis pada pertumbuhan tumor. pertumbuhan tumor terjadi selama adanya sinergisme dari fungsi proliferasi dan antiapoptotik. pada jaringan epitel dimana terdapat sel yang normal (green cells) peristiwa inisiasi mutasi seperti misalnya deregulasi ekspresi c-myc, deregulasi kontrol pertumbuhan sel dan pendukung proliferasi sel (yellow cells), dimana juga memicu terjadinya mekanisme pro-apoptotis supresi tumor (red apoptotic cells) yang dapat menghambat perkembangan sel tumor. akibat dari terjadi nya peristiwa mutasi yang menghambat respon apoptotik, yang dicontohkan oleh ekspresi berlebihan dari bcl-2, sehingga mencegah secara efektif pertumbuhan sel tumor yang akan berlangsung, dengan menghambat perluasan sel tumor. peristiwa onkogenik serupa juga terjadi pada kelenjar limfe.



PENEMUAN DARI Bcl-2 DAN PERANNYA SEBAGAI INHIBITOR

APOPTOSIS PADA LIMFOMA SEL B

Untuk mengidentifikasi mekanisme onkogenesis, gen Bcl-2 dikloning dari

tempat yang sering terjadi translokasi kromosom yaitu t(14;18): (q32;q31) pada

limfoma folikuler manusia. 16-18 Perubahan kombinasi kromosom ini menyebabkan bcl-

2 dalam pengaruh kontrol transkripsi dari lokus immunoglobulin heavy chain sehingga

muncul ekspresi gen Bcl-2 secara abnormal dalam jumlah banyak. Bila dibandingkan

dengan onkogen lainnya yang ada saat itu, Bcl-2 tidak memicu proliferasi sel, namun

memicu perkembangan tumor dari sel B dengan konsep baru yaitu dengan keuntungan

survival bagi sel untuk berproliferasi dengan adanya stimulasi c-myc. 19 Sesungguhnya,

ekspresi Bcl-2 yang berlebihan dalam kompartemen limfoid mencit memicu hiperplasi

folikuler yang berkembang menjadi limfoma pada translokasi c-myc, dan bcl-2

bersinergi dengan c-myc untuk memproduksi tumor limfoid, mirip dengan limfoma

folikuler pada manusia 20,21. Bcl-2 yang ada pada mitokondria 22, memiliki aktivitas luas

dalam memicu ketahanan sel melalui penekanan apoptosis yang dipicu oleh berbagai

mekanisme termasuk aktivasi onkogen (c-myc, EIA), aktivasi tumor supresor (p53),

pembatasan growth factor dan interleukin, serta kerusakan seluler 5, 6, 23. Telah menjadi

suatu hal yang jelas pula bahwa inaktivasi dari jalur supresor tumor retinoblastoma

memicu suatu respon apoptotic terkait p-53, menunjukan bahwa apoptosis adalah

bagian dari mekanisme supresor tumor sebagai respon terhadap deregulasi pertumbuhan

sel.



Gambar 7.2 Jalur analog mengatur kematian sel secara terprogram/apoptosis di metazoans. regulasi dari kematian sel secara terprogram pada nematoda Caenorhabditis elegans (atas) dan pada mamalia (bawah). daerah diarsir terang mengacu pada gen homolog dan protein. pada C. elegans, sebagian besar gen yang berfungsi mengatur kematian sel dapat meregulasi proses transkripsi dari protein BH3-only Egl-1, dimana protein tersebut berinteraksi dengan antiapoptotik Bcl-2 homolog Ced-9, menghambat proses interaksi dengan Ced-4 homolog dengan Apaf-1, kebalikannya mengaktifkan caspase Ced-3, berakhir kematian sel. Variasi produk gen kemudian bertanggung jawab terhadap eliminasi hasil apoptotik dan degradasi nuklues pada genom. mamalia, banyak peristiwa stress, kerusakan, sebagian besar protein kelas proapoptotik BH3 akan mengaktivasi protein tersebut, atau mensupresi aktivasinya agar memungkinkan sel bertahan. Protein BH3 berinteraksi dan mengantagonis beberapa protein multidominan anti-apoptotik Bcl-2 yang memisahkan proapoptotik Bax dan Bak, dan dapat berkontribusi langsung terhadap aktivasi Bax/Bak penting untuk pemberi sinyal apoptosis dengan membuat membran luar mitokondria menjadi permeabel sehingga memungkinkan pelepasan sitokrom c dan SMAC. sitokrom c bertindak sebagai ko-faktor untuk aktivasi caspase yang dimediasi Apaf-1 pada proses apoptosome, dan SMAC ikatan 4 asam amino dan mengantagonis inhibisi dari protein apoptosis (IAPs). IAPs berinteraksi dan mensupresi caspases, dan inhibisi dari IAPs melalui interaksi dengan aktivasi caspase yang difasilitasi SMAC, terjadilah perpecah substrat luas dan kematian sel. banyak produk gen yang bertangguang jawab terhadap eliminasi sisa dan nuklease apoptotik sel yang diaktivasi oleh caspase, dan tambahan nuklease dalam sel yang terlibat pada proses degradasi genom.



Gambar 7.3 Regulasi dari apoptosis protein kelas Bcl-2 pada mamalia. A : skema dari regulasi apoptosis dari kelas Bcl-2. Peristiwa sitotoksik akan teraktivasi dimana juga akan memberika sinyal bertahan untuk mensupresi aktivitas protein kelas BH3 dari anggota grup Bcl-2 (orange). Protein BH3 dikontrol pada tahap transkripsi dan juga oleh beberapa peristiwa post-transkripsi yang memodulasi fosforilasi, proteolisis, lokalisasi, sekuesterasi dan stabilitas protein. Sekali teraktivasi, protein BH3 akan menganggu fungsi sekuesterasi dari BaK dan Bax dengan cara multidominan antiapoptotik protein Bcl-2(biru) dan juga dapat secara langsung memfasilitasi aktivasi Bax/Bak. Walaupun Bak secara umum adalah berasosiasi dengan membran pada komplek dengan Mcl-1 dan Bcl-xL pada sel yang sehat, Bax terletak dalam sitoplasma sebagai monomer yang inaktif dengan carboxy-terminus nya menutup ikatan hidrofobis BH3.75Oleh karena itu, aktivasi BH3 membutuhkan perubahan pada penyusunan protein dan translokasi membran oleh mekanisme yang masih belum diketahui pasti yang mungkin difasilitasi oleh ikatan tBid. Ikatan spesifisitas terhadap protein BH3 untuk antiapoptotik protein Bcl-2 menentukan



susunan komplek protein mana yang terganggu, dengan beberapa protein BH3 yang mempunyai spesifisitas yang luas dan sebagian lagi tidak. Peristiwa pemberian sinyal bertahan dan mati juga dapat memodulasi apoptosis dengan menargetkan multidominan protein apoptotik yaitu dengan cara meng-antagonis fungsi antiapoptotik nya atau dengan cara menstimulasi fungsi nya untuk mendukung agar dapat bertahan. ABT-737 secara rasional di rancang oleh Bad BH3-mimetik yang dapat berikatan dengan Bcl-2, Bcl-xL, Bcl-w tapi tidak Mcl-1, dan dapat mendukung terjadinya apoptosis dimana sel yang bertahan tidak tergantung pada Mcl-1 apabila sudah teraktivasi, oligomerisasi Bax atau Bak mendukung terjadinya apoptosis. B ; Tumor necrosis factor (TNF)-Î± plus cyloheximide (TNF/CHX) sinyal apoptotik menginduksi translokasi membran mitokondria dan perubahan susunan terkait dengan amino-terminus dari Bax (digambarkan disini oleh antibodi Bax-NT) dan apoptosi, dimana akan dihambat oleh sekuesterasi Bax dengan cara virus antiapoptotic Bcl-2 homologue E1B 19K. Garis sel kanker manusia (HeLa cells), dengan atau tanpa ekspresi E1B 19K, akan kemudian berinteraksi atau tidak berinteraksi TNF/CHX. Lokalisasi dari susunan komposisi yang diperantarai oleh Bax (ax-NT) dan sitokrom C (left and middle panels), or E1B 19K and cytochrome c (right panel), are shown. Stimulus proapoptotik (TNF/CHX) akan menginduksi aktivasi Bax, translokasi mitokondria dan pelepasan sitokrom c dari mitokondria yang berkahir pada aktivasi caspase dan kematian sel apoptosis, dimana ekspresi dari E1B 19K yang di sisihkan oleh Bax, oleh karena itu akan di blok pelepasa sitokrom c dari mitokondria, aktivasi caspase, dan kematian sel apoptosis. panah kuning dan merah, menunjukkan sel dengan pelepasan sitokrom c parsial atau komplit dari mitokondria pada TNF/CHX.

PENGATURAN APOPTOSIS OLEH ANGGOTA DARI KELOMPOK Bcl-2

Bcl-2 adalah anggota pertama dari suatu kelompok protein yang mengatur

apoptosis dan terdapat pada kelompok metazoa seperti cacing, lalat; pada mamalia, serta

virus 5, 6, 23, 26 . Anggota kelompok multidomain Bcl-2 memiliki region homolog Bcl-2 I-

4 (BHI-4) yang dapat bersifat antiapoptotik (Bcl-2, Bcl-x1, Bcl-w, Mcl-1, Bfl-1/A-1, dan

homolog Bcl-2 yang dikode oleh virus yaitu E1B 19K), atau proapoptotik (Bax dan

Bak). Protein antiapoptotik memblok apoptosis dengan berikatan serta memisahkan Bax

dan Bak (Gambar 7.3A 27-29 Bax dan Bak secara fungsional berlebihan dan dibutuhkan

untuk memberi sinyal apoptosis. 30 Pada sel sehat, Bak terikat dan dipisahkan oleh Mcl-1

dan Bcl-x1 pada membran seluler, sedangkan Bax berada di sitosol dalam bentuk laten

dan membutuhkan aktivasi konformasi dan translokasi ke membran. Pada membran,

Bax dipisahkan oleh protein antiapoptotic yang mirip Bcl-2 atau menginduksi apoptosis

(Gambar 7.3 A, B).



PENGATURAN DARI KELOMPOK PROTEIN Bcl-2 MULTIDOMAIN OLEH

BH3-ONLY PROTEIN

Anggota kelompok Bcl-2 yang merupakan BH-3 only (Bim, Bid, Nbk/Bik,

Puma, Bmf, Bad, dan Noxa) adalah proapototik dan digunakan untuk melawan aktivitas

pertahanan dari protein mirip Bcl-2 yang bersifat antiapoptotik dengan cara mengubah

lokasi Bax dan Bak agar terjadi apoptosis. 29 Protein BH3-only yang berbeda berespon

terhadap stimulus spesifik untuk mengaktivasi apoptosis (Gambar 7.3A). Sebagai

contoh, Bim menginduksi apoptosis sebagai respon terhadap taxanes, 32 Puma dan Noxa

adalah target transkripsi dan membantu apoptosis sebagai respon terhadap aktivasi p53. 32 Bad memberi sinyal apoptosis saat penarikan growth factor, Bid dibutuhkan untuk

apoptosis yang diberi sinyal oleh reseptor kematian, Bmf diatur oleh sitoskeleton, 35 dan

Nbk/Bik memicu apoptosis sebagai respon terhadap inhibisi sintesis protein. 34 BH3 dari

protein BH3-only berikatan dengan celah hidrofobik pada anggota kelompok Bcl-2

multidomain yang juga membantu ikatan Bax dan Bak. 7, 32 dan menyebabkan

pemindahan protein tersebut. 29 Perbedaan spesifisitas ikatan diantara bermacam-macam

BH3 yang berasal dari protein BH3-only yang berbeda akan menentukan apakah mereka

akan berikatan dengan dengan satu atau lebih protein terkait Bcl-2 dan displace Bax

atau Bak ataupun keduanya. 29 Nova berikatan dengan Mcl-1 dan bersifat antagonistik,

sementara Bad berikatan dan bersifat antagonis terhadap Bcl-2 dan Bcl-x1. Hal tersebut

akan menyebabkan kerjasama antara fungsi Nova dan Bad untuk menyebabkan

apoptosis yang efisien. Berbeda halnya dengan Bim, Bid, dan Puma yang memiliki

spesifisitas ikatan yang lebih luas dan bersifat antagonis terhadap Mcl-1, Bcl-2, dan Bcl-

x1 untuk melepaskan Bax dan Bak dan menginduksi apoptosis. 4 Walaupun Bid, Bim,

dan Puma, dalam keadaan tertentu dapat secara langsung memicu aktivasi Bax dan Bak,

namun belum diketahui secara pasti apakah berperan penting dalam apoptosis. Hal yang

penting adalah interaksi BH3 dengan Bcl-2 yang menjadi dasar molekuler dari kelas

proapoptotik yang menyerupai BH3, yaitu obat antikanker yang antagonis Bcl-2

(Gambar 7.4.) 7, 37, 39 Pemahaman yang rinci tentang interaksi serta fungsi dari protein

anggota kelompok Bcl-2 akan mengarahkan pada suatu terapi rasional yang

menitikberatkan pada proses apotosis.



Gambar 7.4 Struktur 3 dimensi Bcl-xL dengan ikatan ligan Bad BH3 dan ABT-737. Space-filling model pada Bcl-xL menggambarkan pecahan hidrofobik yang mengikat 25-mer peptide (green helix) pada Bad BH3 (kiri) atau dirancang rasional BH3-mimetic ABT-737 dalam struktur yang berwarna hijau (kanan). (Dari Fesik S. Nature Publishing group. Promoting apoptosis as a strategy for cancer drug discovery. Nat Rev Cancer 2005;5:88 with permission.)

PERAN PERMEABILISASI MEMBRAN MITOKONDRIA DALAM PROSES

APOPTOSIS

Apabila telah teraktivasi, Bax dan Bak akan ber-oligomerisasi dalam membran

eksterna mitokondria dan menyebabkan sel tersebut permeabel terhadap sitokorom C

dari protein mitokondria proapoptotik (Gambar 7.3B) dan terhadap SMAC 40-44

Mekanisme bagaimana anggota kelompok Bcl-2 dapat menyebabkan membran menjadi

permeabel belum diketahui secara pasti namun tampaknya terkait dengan adanya

perubahan dalam topologi protein dalam membran dan susunan dari kanal atau porus. 45

Setelah dilepaskan ke dalam sitoplasma, sitokrom C berinteraksi dengan domain WD40

dari APAF-1 dalam apoptosom, yaitu suatu partikel yang berbentuk mirip roda dengan

tujuh lipatan yang berperan sebagai tempat untuk aktivasi caspase-9. 46 Fungsi SMAC

adalah antagonis terhadap inhibitor caspase yaitu protein IAP, untuk memfasilitasi

aktivasi caspase. Ikatan amino-terminus SMAC pada IAP akan menetralisir fungsi



inhibitorik dari caspase. Aktivasi selanjutnya dari efektor caspase (contoh caspase-3)

menyebabkan pemecahan dan kematian sel tanpa mengaktivasi respon imun. 47 Proses

eksekusi dari kematian sel apoptotik berlangsung sangat cepat dan efisien, yaitu kurang

dari 1 jam pada sel-sel mamalia.

KONTROL APOPTOSIS OLEH RESEPTOR KEMATIAN SEL

Salah satu dari jalur apoptotik yang dimodulasi dalam terapi kanker adalah

reseptor kematian sel. Ligand yang terkait dengan tumor necrosis factor-α (TNF- α)

termasuk ligand Fas dan tumor necrosis factor-related ligand (TRAIL) serta

reseptornya yang sama, merupakan suatu aktivator poten dari apoptosis, dan jalur ini

penting untuk mengatur respon imun. 49 Ikatan reseptor dengan ligand terlarut atau

ligand terikat-membran mengaktivasi kompleks sinyal penginduksi kematian sel yang

tersusun dari protein adaptor seperti FADD, yang kemudian memicu aktivasi caspase-8

(Gambar 7.5.). Selanjutnya Caspase-8 membelah BID protein BH3-only sehingga

menjadi bentuk aktif tBid, yang kemudian bersifat antagonis terhadap fungsi

antiapoptotik dari protein mirip Bcl-2 dan memicu aktivasi Bax dan Bak. 4 Proses ini

memberi sinyal untuk pelepasan sitokrom C dan SMAC dari mitokondria, aktivasi

caspase-9 dan caspase-3, serta kematian sel. Dalam beberapa tipe sel tertentu yang

tidak membutuhkan tahapan amplifikasi mitokondrial dari kelompok Bcl-2 yang

diregulasi protein, caspase-8 aktif dapat langsung membelah dan mengaktifkan efektor

caspase untuk menimbulkan kematian sel melalui proses apoptosis (Gambar 7.5).

PENGATURAN JALUR RESEPTOR KEMATIAN SEL DALAM TERAPI

KANKER

Kemampuan ligand terlarut untuk mengaktifkan respon apoptotik telah

mendorong ketertarikan dalam menggunakan jalur tersebut untuk menginduksi

apoptosis secara terapeutik terutama pada sel-sel tumor. Walaupun TNF-α dan ligand

FAS telah terbukti sangat toksik terhadap sel normal dan sel tumor, namun tetap

menunjukan sensitifitas terhadap TRAIL, yang saat ini telah memasuki tahapan

percobaan klinis (Gambar 7.5.).49 Pada kasus-kasus dimana apoptosis dihambat pada



tingkat mitokondria dalam tumor, peniru SMAC telah terbukti berguna dalam memicu

aktivitas TRAIL dengan bersifat antagonis terhadap fungsi inhibitorik caspase dari IAP

untuk memfasilitasi aktivasi caspase-3 langsung oleh caspase-8 (Gambar 7.5.) 30, 31

Dengan adanya penjelasan tentang jalur dari regulasi apoptosis maka akan membuka

kesempatan baru untuk terapi rasional yang dirancang untuk mengaktivasi apoptosis

terutama pada sel-sel tumor.

Gambar 7.5 (Bagan terapetik jalur apoptosis mengikuti jalur reseptor kematian) Tumor necrosis factor-related ligand (TRAIL) dan ligand death-promoting terkait mengikat reseptor kematian dan mengaktivasi caspase-8, yang kemudian mengikat Bid untuk aktivasi tBid. tBid mampu berikatan dengan Bcl-2 dan protein anti apoptosis terkait untuk melepaskan Bax dan Bak dan mungkin secara langsung mencetuskan ativasinya untuk permeabilitas membrane terluar mitokondria untuk melepaskan APAF-1 cofactor cytochrome c, dan inhibitors of apoptosis protein (IAP) antagonis second mitochondrial-derived activator of caspase (SMAC) yang mencetuskan caspase-9 dan aktivasi -3 dan kematian sel. BH3-mimetics seperti ABT-737 dapat mencetuskan induksi apoptosis melalui TRAIL dengan menghilangkan kemampuan perlindungan kapasitas dari antiapoptotic Bcl-2-like proteins. Pada sel yang tidak bergantung pada sinyal apoptosis mitokondria, aktivasi TRAIL-mediated caspase-8, mampu mencetuskan secara langsung aliran aktivasi caspase dan mampu bekerja sinergis dengan SMAC mimetics.



OBAT-OBATAN KEMOTERAPI YANG MEMILIKI TARGET TERAPI PADA

KELOMPOK Bcl-2

Selain peningkatan regulasi Bcl-2 pada limfoma sel B yang telah dijelaskan

sebelumnya, terdapat mekanisme lain yang secara langsung maupun tidak langsung

meng-inaktifkan apoptosis pada sel tumor sehingga meningkatkan progresi tumor dan

menyebabkan resistensi terhadap terapi. Inaktivasi tumor supressor p53, atau jalur P53

melalui perkembangan fungsi dari p53 inhibitor MDM-2, merupakan kejadian umum

pada tumor yang menghasilkan hilangnya proapoptotic dan berhentinya fungsi

pertumbuhan dari p53.24,25 BH3-only proteins Puma dan Noxa merupakan target

transkripsi p53, hilangnya inhibitor induksi dari respon terkait p53 terhadap stress

genotoksik pada tumor sebagai bagian dari mekanisme supresi tumor. 32 Berbagai

macam cara untuk mempertahankan fungsi p53 pada tumor merupakan suatu

pendekatan terapeutik yang atraktif.

Aktivasi dari jalur MAP kinase merupakan suatu hal yang umum pada tumor dan

menyebabkan stimulasi proliferasi sel tumor, namun demikian halnya dengan fosforilasi

dan degradasi terkait proteasom pada Bim BH3-only protein. Inaktivasi Bim akan

memicu pertumbuhan tumor dengan mencegah apoptosis sekaligus memproduksi

resistensi terhadap obat kemoterapeutik kelas taxane. Bukti menunjukan bahwa

hilangnya fungsi Bim yang berasal dari proses fosforilasi dan degradasi terkait

proteasome, diperbaiki dengan mehambat degradasi Bim menggunakan inhibitor

proteasome (bortezom) (Gambar 7.6.) 31 Proses tersebut sama halnya dengan inhibisi

langsung dari jalur MAP kinase yang diberi sinyal oleh inhibitor (sorafenib, UO126),

yang juga dapat mempertahankan fungsi apoptotik selain menekan respon proliferatif

(Gambar 7.6). Aktivasi jalur reseptor tirosin kinase pada tumor juga memicu proliferasi

sel tumor melalui aktivasi jalur MAP kinase selain menghambat apoptosis melalui

inaktivasi Bim. Pada leukemia mielogenik kronis, dimana translokasi dan aktivasi

kromosomal dari tirosin kinase Bcr/ Abl menyebabkan inaktivasi Bim, adanya blokade

kinase yang disebabkan oleh imatinib mesylate, akan mempertahankan fungsi apoptotik

Bim dan juga Bad sebagai suatu strategi terapi (Gambar 7.6) 52 Hal yang sama juga

ditemukan pada aktivasi dari jalur kinase PI-3 melalui hilangnya fungsi tumor suspresor

PTEN dan aktivasi AKT. Proses tersebut menimbulkan fosforilasi dan inaktivasi dari



BAD protein BH-3 only serta reduksi dari transkripsi Bim melalui inhibisi faktor

transkripsi, yang pada akhirnya menyebabkan penekanan apoptosis.53 Dengan demikian

inhibitor dari jalur kinase PI-3 dapat mempertahankan apoptosis dan memfasilitasi

regresi tumor. NFkB adalah suatu faktor transkripsi yang responsif terhadap sitokin,

juga memicu pertumbuhan tumor dan ekspresi dari regulator antiapoptotik Bcl-x1, Bfl-1,

dan IAP (Gambar 7.3A). Strategi untuk menghambat NF-kB tampaknya dapat memicu

regresi tumor dengan mempertahankan fungsi apoptosis. 54

Gambar 7.6 Pengaturan terapetik dari jalur Bim and the MAP kinase dalam kemoterapi kanker. Stabilitas Bim protein diatur oleh fosforilasi Erk dan degradasi proteasome-mediated. Pengaturan terapetik jalur MAP kinase (imatinib mesylate, sorafenib, and UO126) (imatinib mesylate, sorafenib, and UO126) atau fungsi proteasome (bortezomib) dapat menyimpan kadar Bim protein dan fungsi apoptosis, Taxanes juga menstimulasi ekspresi gen dan mencetuskan apoptosis Bim terkait, bersinergi dengan aforementioned inhibitor.

PENGATURAN LANGSUNG Bcl-2 DENGAN BH3-MIMETIK

Penelitian ikatan kelompok Bcl-2 antiapoptotik dan region BH-3 yang terpisah

pada celah hidrofobik sebagai cara untuk mensupresi aktivasi apoptosis (Gambar 7.4),

memberikan kesempatan untuk desain rasional dari molekul kecil yang menyumbat

celah, dan selanjutnya memicu apoptosis 7, 39 Salah satu pendekatan adalah ABT-737,

yang mengikat Bcl-2, Bcl-x1, dan Bcl-w (namun bukan Mcl-1) yang terikat BH3, yang



mirip dengan BH3 dari protein Bad BH-3 only (Gambar 7.4). ABT-737 merupakan agen

tunggal yang memiliki aktivitas melawan beberapa limfoma pada manusia dan lapisan

sel kanker paru tipe small cell secara in vitro dan pada xenograf tikus in vivo, pada sel-

sel yang didapat dari pasien, dan saat ini telah memasuki tahapan percobaan klinis. Oleh

karena itu, penjelasan mekanisme regulasi apoptosis sel tumor telah memunculkan suatu

kesempatan baru bagi desain pengobatan rasional dan intervensi terapeutik. Analisis

tersebut dapat membantu memprediksi jenis tumor yang memiliki potensi untuk

berespon terhadap modulasi apoptosis dan kombinasi obat yang menimbulkan respon.

KILLING THE UNKILLABLE CELLS: SUATU PENDEKATAN ALTERNATIF

UNTUK MENIMBULKAN KEMATIAN SEL TUMOR

Respon apoptotik pada tumor terhadap terapi diberikan tidak selalu dapat

didapatkan, oleh karena itu, penting untuk menemukan suatu proses kematian sel

alternatif dan cara mencapai proses tersebut, terutama pada sel-sel tumor. Satu

perbedaan intrinsik antara sel normal dan sel tumor adalah ketergantungan metabolik

terhadap glikolisis aerob, yang merupakan suatu cara tidak efisien untuk memproduksi

adenosine triphosphate (ATP) yang dibutuhkan untuk mempertahankan homeostasis. 55

Penurunan kapasitas metabolik dari sel tumor tersebut sering kali beriringan dengan

kebutuhan energi yang tinggi karena tingginya tingkat pertumbuhan sel, sehingga

memiliki potensi untuk menyebabkan kematian sel akibat dari katastropik metabolik

dimana komsumsi energi seluler melebihi produksi. Satu cara spesifik dapat

menempatkan sel-sel tumor dalam keadaan katastropik metabolik melalui penurunan

nutrisi terapeutik yang dapat menjadi suatu konsekuensi tambahan selain penggunaan

inhibitor angiogenesis. Oleh karena proses katabolik dari autofagi ditekankan pada

penurunan stress metabolic. Hal ini menunjukan katastropik metabolik dapat

ditimbulkan pada sel tumor melalui penurunan nutrisi internal dengan menghambat

autofagi. Alternatif lainnya, sel-sel tumor diharapkan memiliki sensitifitas terhadap

konsumsi energi yang distimulasi secara terapeutik. Hal yang penting adanya induksi

kematian sel oleh katastropik metabolik dapat muncul secara independen melalui respon

apoptotik intak, menunjukan bahwa pengaturan metabolisme sel dapat menguntungkan

secara terapeutik.



PERAN AUTOFAGI DALAM MEMICU DAYA TAHAN SEL TERHADAP

STRESS METABOLIK

Autofagi berasal dari bahasa Yunani auto, yang artinya sendiri, dan phagi, atau

makan. Autofagi adalah suatu jalur lisosomal katabolik yang mengakibatkan degradasi

dari protein berumur panjang dan organel. Proses ini melibatkan formasi dari

autofagosom, yaitu suatu vesikel yang terletak dalam sitosis, memiliki membran ganda,

dan dapat memfagosit organel dan sitoplasma yang selanjutnya berfusi dengan lisosom

untuk membentuk “autolisosom” dimana isi dari autolisosom akan mengalami degradasi

dan didaur-ulang untuk sintesis protein dan ATP. 57, 58 Autofag dapat memicu adanya

pertahanan terhadap kekurangan nutrisi melalui proses daur ulang nutrisi intraseluler

dalam jangka waktu pendek, dan secara potensial memicu kematian sel melalui

konsumsi progresif seluler dalam jangka panjang; hal yang demikian dikenal sebagai

kematian sel terprogram tipe II.

Autofag diatur oleh mTOR pada jalur PI3-kinase/AKT yang berfungsi untuk

memberikan ketersediaan nutrisi bagi metabolism seluler. Dalam kondisi keterbatasan

nutrisi, sel-sel normal menggunakan jalur tersebut untuk sintesis protein dan juga

mengaktivasi proses katabolik autofagi untuk mempertahankan homeostasis. Pada

tumor padat, proses autofagi terlokalisir pada daerah stress metabolik dan merupakan

suatu mekanisme pertahanan selama dalam keadaan kekurangan nutrisi; sebagai suatu

proses pencernaan diri sendiri untuk menyediakan cadangan energi alternatif (Gambar

7.7). 59 Proses autofagi selama keadaan kekurangan nutrisi menimbulkan proses

pemulihan pertumbuhan dan kapasitas proliferatif tinggi saat nutrisi disimpan.48, 59 Hal

yang sama juga ditemukan pada sel-sel hematopoetik, dimana autofagi akan diaktifkan

dalam keadaan kekurangan faktor pertumbuhan. Proses tersebut penting untuk

mempertahankan produksi ATP dan ketahanan seluler. 60 Dalam perkembangan tikus

normal, pembentukan asam amino yang berasal dari degradasi autofagi protein “self”

mampu mempertahankan homeostasis energi dan ketahanan hidup selama kekurangan

energi pada saat neonatus. 61 Baik sel normal maupun sel tumor sama-sama

menggunakan proses autofagi untuk mem-buffer stress metabolik, sehingga mengurangi

efek berbahaya dari adanya fluktuasi ataupun gangguan pada nutrisi eksternal atau

ketersediaan faktor pertumbuhan. Selain itu, dengan adanya proses autofagi maka dapat



mempertahankan fungsi metabolic serta kelangsungan aktivitas sel normal dalam jangka

pendek, yang merupakan bagian penting dari homeostasis.

Gambar 7.7 Peran autofagi dalam kemampuan pertahanan sel tumor yang dipicu keadaan stress metabolik. Proliferasi sel tumor epithelial dan akumulasi lapisan sel multiple menyebabkan kebutuhan nutrisi dan oksigen dari massa tumor meningkat, sehingga perfusi darah munurun, yang menimbulkan terjadinya stress metabolik di bagian distal jaringan. Pada sel tumor dengan kelainan apoptosis, akan terjadi proses autofagi untuk mempertahankan hidupnya. Pertumbuhan pembuluh darah baru (angiogenesis) akan menurunkan stress metabolic, tetapi tidak dibutuhkan dalam autofagi untuk mengoptimalkan pertumbuhan tumor.

Autofagi tidak hanya terlibat dalam proses daur ulang komponen seluler normal,

namun juga penting untuk menyingkirkan protein dan organel yang rusak. Oleh karena

adanya defek pada proses ini, maka akan mengakibatkan akumulasi agregat ubiquitin

positif dan perubahan struktur seluler, yang akan memicu degenerasi seluler. 62-64

Autofagi berperan dalam memberikan imunitas dengan melindungi sel dari infeksi

pathogen intraseluler, 63 dengan memicu kelangsungan hidup serta proliferasi limfosit T. 66 Terlebih lagi, autofagi terlibat dalam perkembangan dan diferensiasi seluler, dan

dapat memiliki peran protektif terhadap proses penuaan.

Autofag juga merupakan suatu bentuk kematian sel, apabila prosesnya berjalan

dengan lengkap dan apabila sel tidak dapat melakukan apoptosis. Belum jelas apakah

autofagi secara langsung terlibat dalam insiasi dan/atau eksekusi dari kematian sel atau



hanya menggambarkan suatu kegagalan usaha dalam mempertahankan viabilitas sel.

Penelitian terbaru menunjukan bahwa autofagi dapat memiliki peran aktif dalam

kematian sel terprogram, namun kondisi dimana autofagi memicu kematian sel atau

terkait dengan ketahanan sel masih harus diteliti. 67 Adanya fungsi autofagi yang saling

bertentangan antara prosurvival dengan pro-kematian sel, tampaknya dapat diselesaikan

apabila menganggap autofagi suatu jalur kematian sel dalam keadaaan kekurangan

nutrisi, yang prosesnya panjang namun dapat di-interupsi, dimana penyimpanan nutrisi

sebelum proses pengambilan dapat menunjang keselamatan seluler. Hal inilah yang

membuat proses kematian pada apoptosis berbeda dengan nekrosis, yang berlangsung

sangat cepat dan ireversibel. 59

PERAN AUTOFAGI DALAM SUPRESI TUMOR

Defektif autofagi memiliki peran dalam tumorigenesis karena regulator penting

dari autofag beclinI secara monoalel dihilangkan pada 40-75% kanker payudara,

ovarium, dan prostat pada manusia, menyebabkan penurunan kadar BeclinI. 68 BeclinI

adalah ortolog mamalia yang berasal dari gen ragi atg6/vps30, yang dibutuhkan untuk

pembentukan autofagosom. 69 Beclin I melengkapi defek autofag yang ditemukan pada

ragi atg6/vps30-disrupted dan pada sel kanker payudara MCF7, yang akhirnya beraitan

dengan inhibisi dari tumorigenesis MCF7-induced pada mencit.68 beclin I -/- mencit mati

pada awal embriogenesis, sementara beclinI +/- mencit yang sudah mengalami penuaan

menunjukan perubahan preneoplastik pada jaringan mamae dan peningkatan insidensi

limfoma dan karsinoma paru serta hepar. 70,71 Pembentukan tumor pada beclin I +/-

mencit mengekspresikan protein dan mRNA beclinI tipe liar/wild, menunjukan bahwa

beclinI merupakan suatu supresor tumor yang haploinsufisien.

Penelitian saat ini menunjukan bahwa autofag memberikan ketahanan hidup sel

tumor secara in vitro dan in vivo apabila proses apoptosis dalam keadaan inaktif, 59

seperti halnya yang terjadi pada kanker manusia. Mekanisme bagaimana inaktivasi dari

jalur survival dapat memicu tumorigenesis masih merupakan hal yang membingungkan,

dan menunjukan suatu area ketertarikan pengetahuan yang besar dengan peranan klinis

yang signifikan secara potensial. Selain sebagai salah satu cara alternatif untuk



menghasilkan energi selama periode kekurangan energy, autofagi juga berperan dalam

mempertahankan homeostasis dengan mengontrol kualitas protein dan organel, terutama

dalam kondisi stress metabolik dimana ATP terbatas dan dapat timbul akumulasi

kerusakan seluler. Fungsi autofag tersebut mungkin penting dalam tumor, karena sering

berada dalam keadaan stress metabolik. Hal tersebut dikarenakan tumor tergantung pada

proses glikolisis aerob yang tidak efisien dan karena tumor secara intermiten

kekurangan suplai darah selama fase pertumbuhan cepat atau metastasis (Gambar 7.7.).

Dengan demikian, defek autofag dalam tumor mengurangi ketahanan seluler dan

menyebabkan sel tumor dapat hancur, yang juga berkontribusi dalam progresi tumor,

apabila proses ketahanan berlanjut.

Apoptosis biasanya ditekan pada proses onkogenesis, yang dapat mengganggu

keberhasilan terapi, sehingga harus mengaktifkan jalur kematian sel alternatif yang

secara terapeutik menguntungkan. Oleh karena telah menjadi suatu hal yang jelas bahwa

sel tumor, terutama yang memiliki defek pada proses apoptosis, bergantung pada

autofag untuk bertahan dari stres metabollik, inhibitor autofagi dapat memudahkan sel

kanker kearah proses kematian sel. Beberapa agen antineoplastik telah diteliti dapat

menginduksi autofag dalam susunan sel kanker manusia. Bagaimanapun juga, belum

jelas mekanisme manakah yang memiliki kontribusi secara aktif dalam kematian sel

kanker; apakah autofag yang diinduksi oleh obat-obatan antikanker, usaha sel kanker itu

sendiri untuk mempertahankan metabolisme selama pengobatan, atau merupakan

mekanisme resistensi terhadap kematian. Inhibitor spesifik yang memiliki target pada

jalur autofag masih dalam pengembangan, dan kemampuan potensialnya dalam terapi

kanker masih harus diteliti.

KEMATIAN SEL NEKROTIK YANG DI-INDUKSI SECARA TERAPEUTIK

Bukti terbaru menunjukan bahwa sel-sel tumor dimana proses apoptosis ditekan

dapat diubah kearah nekrosis, yang sebelumnya telah dianggap sebagai suatu

mekanisme kematian sel yang tidak diregulasi (dan berarti tidak terprogram) dalam

keadaan patologis, seperti iskemia, trauma, dan infeksi, walaupun hal tersebut saat ini

masih merupakan suatu tantangan pengetahuan. 72, 73 Nekrosis berasal dari bahasa



Yunani nekros yang berarti jasad, dan proses tersebut melibatkan pembengkakan sel

yang berlangsung cepat, hilangnya integritas membran plasma, dan pelepasan

komponen seluler ke lingkungan ekstraseluler, menghasilkan suatu respon inflamasi

akut 48, 72 Pengobatan dengan agen alkylating menyebabkan kerusakan DNA, yang

kemudian mengaktifkan poliprotein yang memperbaiki DNA (ADP-ribose) polymerase

(PARP). Kematian sel pada akhirnya ditentukan oleh stimulasi adenine dinukleotida β-

nikotinamida dengan adanya mediator PARP dan konsumsi ATP karena glikolisis sel

tumor biasanya sensitif terhadap konsumsi ATP. Keadaan glikolitik (efek Warburg) dan

produksi energi dalam bentuk yang tidak efisien pada kebanyakan sel kanker

menimbulkan deplesi ATP secara cepat dan kematian sel secara nekrotik atau sel tumor

apoptosis-defective sebagai respon terhadap aktivasi PARP. 74 Sel tumor dengan defek

pada apoptosis dan autofagi dapat mengalami kematian melalui proses nekrosis apabila

dalam keadaan stress metabolic; oleh karena hilangnya potensial autofagi dari sel

tersebut maka sel kehilangan sumber energi alternatif untuk mempertahankan

metabolisme dan viabilitas dalam kondisi oksigen dan nutrisi yang terbatas. 39

Manipulasi dari metabolisme sel tumor merupakan suatu daya tarik pendekatan

terapeutik karena dapat digunakan untuk menginduksi kematian sel kanker melalui

proses katastropik metabolism. 48 Hal tersebut terutama relevan untuk tumor dengan

kapasitas proliferatif yang meningkat dan kebutuhan bioenergetik tinggi, seperti tumor

dengan aktivasi jalur PI3-kinase/Akt; yang tidak dapat menekan metabolisme dan tidak

dapat mengaktifkan autofagi sebagai respon terhadap kondisi kekurangan nutrisi.

Dengan demikian, selain menyebabkan sel kanker memiliki kemampuan tumbuh

secara cepat, namun dapat juga mengubah sel tersebut kedalam keadaan stress

metabolik yang diinduksi secara farmakologik, termasuk oleh keadaan kurang nutrisi,

inhibisi angiogenesis, inhibisi glikolisis, akselerasi konsumsi ATP, atau inhibisi

autofagi.



DAFTAR PUSTAKA

1. Kerr JF, Wyllie AH, Currie AR. Apoptosis: a basic biological phenomenon with

wide-ranging implications in tissue kinetics. Br J Cancer 1972;26(4):239.

2. Vogt C. Untersuchugen uber die Entwickllungsgeschichte der

Geburtshelferkroete. In: Gassman Ju, ed. Solothurn, Switzerland; Jent und

Gassman; 1842.

3. Wyllie AH, Kerr JF, Currie AR. Cell death: the significance of apoptosis. Int

Rev Cytol 1980;68:251.

4. Adams JM, Cory S. The Bcl-2 apoptotic switch in cancer development and

therapy. Oncogene 2007;26(9):1324.

5. Cuconati A, White E. Viral homologs of BCL-2: role of apoptosis in the

regulation of virus infection. Genes Dev 2002;16(19):2465.

6. Danial NN, Korsmeyer SJ. Cell death: critical control points. Cell

2004;116(2):205.

7. Fesik SW. Promoting apoptosis as a strategy for cancer drug discovery. Nat Rev

Cancer 2005;5(11):876.

8. Ellis HM, Horvitz HR. Genetic control of programmed cell death in the

nematode C. elegans. Cell 1986;44(6):817.

9. Hengartner MO, Ellis RE, Hovitz HR. Caenorhabditis elegans gene ced-9

protects cells from programmed cell death. Nature 1992;356:494.

10. Conradt B, Horvitz HR. The C. elegans protein EGL-1 is required for

programmed cell death and interacts with the Bcl-2-like protein CED-9. Cell

1998;93(4):519.

11. Hengartner MO, Horvitz HR. C. elegans cell survival gene ced-9 encodes a

functional homolog of the mammalian proto-oncogene bcl-2. Cell 1994;76:665.

12. Yuan J, Shaham S, Ledoux S, Ellis HM, Horvitz HR. The C. elegans cell death

gene ced-3 encodes a protein similar to mammalian interleukin-1b-converting

enzyme. Cell 1993;75:641.



13. Zou H, Henzel WJ, Liu X, Lutschg A, Wang X. Apaf-1, a human protein

homologous to C. elegans CED-4, participates in cytochrome c-dependent

activation of caspase-3. Cell 1997;90:405.

14. Bergmann A, Yang AY, Srivastava M. Regulators of IAP function: coming to

grips with the grim reaper. Curr Opin Cell Biol 2003;15(6):717.

15. Kornbluth S, White K. Apoptosis in Drosophila: neither fish nor fowl (nor man,

nor worm). J Cell Sci 2005;118(Pt 9):1779.

16. Bakhshi A, Jensen JP, Goldman P, et al. Cloning the chromosomal break-point

of the t(14;18) human lymphomas: cloustering around JH on Chromosome 14

and near a transcriptional unit on 18. Cell 1985;41:889.

17. Cleary ML, Smith SD, Sklar J. Cloning and structural analysis of cDNAs for

bcl-2 and a hybrid bcl-2/immunoglobulin transcript resulting from the t(14;18)

translocation. Cell 1986;47:19.

18. Tsujimoto Y, Gorham J, Cossman J, Jaffe E, Croce CM. The t(14;18)

chromosome translocations involved in B cell neoplasms result from mistakes in

VDJ joining. Science 1985;229:1390.

19. Vaux DL, Cory S, Adams JM. Bcl-2 gene promotes haemopoietic cell survival

and cooperates with c-myc to immortalize pre-B cells. Nature

1988;335(6189):440.

20. McDonnell TJ, Korsmeyer SJ. Progression from lymphoid hyperplasia to high-

grade malignant lymphoma in mice transgenic for the t(14;18). Nature

1991;349(6306):254.

21. Strasser A, Harris AW, Bath ML, Cory S. Novel primitive lymphoid tumours

induced in transgenic mice by cooperation between myc and bcl-2. Nature

1990;348(6299):331.

22. Hockenbery D, NuÃ±ez G, Milliman C, Schreiber RD, Korsmeyer S. Bcl-2 is an

inner mitochondrial membrane protein that blocks programmed cell death.

Nature 1990;348:334.

23. Adams JM. Ways of dying: multiple pathways to apoptosis. Genes Dev

2003;17(20):2481.

24. Toledo F, Wahl GM. Regulating the p53 pathway: in vitro hypotheses, in vivo

veritas. Nat Rev Cancer 2006;6(12):909.



25. Vousden KH, Lane DP. p53 in health and disease. Nat Rev 2007;8(4):275.

26. Lettre G, Hengartner MO. Developmental apoptosis in C. elegans: a complex

CEDnario. Nat Rev 2006;7(2):97.

27. Cuconati A, Degenhardt K, Sundararajan R, Anschel A, White E. Bak and Bax

function to limit adenovirus replication through apoptosis induction. J Virol

2002;76(9):4547.

28. Willis SN, Chen L, Dewson G, et al. Proapoptotic Bak is sequestered by Mcl-1

and Bcl-xL, but not Bcl-2, until displaced by BH3-only proteins. Genes Dev

2005;19(11):1294.

29. Willis SN, Fletcher JI, Kaufmann T, et al. Apoptosis initiated when BH3 ligands

engage multiple Bcl-2 homologs, not Bax or Bak. Science 2007;315(5813):856.

30. Wei MC, Zong WX, Cheng EH, et al. Proapoptotic BAX and BAK: a requisite

gateway to mitochondrial dysfunction and death. Science 2001;292(5517):727.

31. Tan TT, Degenhardt K, Nelson DA, et al. Key roles of BIM-driven apoptosis in

epithelial tumors and rational chemotherapy. Cancer Cell 2005;7(3):227.

32. Vousden KH. Apoptosis. p53 and PUMA: a deadly duo. Science

2005;309(5741):1685.

33. Puthalakath H, Strasser A. Keeping killers on a tight leash: transcriptional and

post-translational control of the pro-apoptotic activity of BH3-only proteins. Cell

Death Differentiation 2002;9(5):505.

34. Shimazu T, Degenhardt K, Nur-E-Kamal A, et al. BK/BIK antagonizes MCL-1

and BCL-XL and activates BAK-mediated apoptosis in response to protein

synthesis inhibition. Genes Dev 2007;21:929â€“941.

35. Muchmore SW, Sattler M, Liang H, et al. X-ray and NMR structure of human

Bcl-xL, an inhibitor of programmed cell death. Nature 1996;381(6580):335.

36. Gelinas C, White E. BH3-only proteins in control: specificity regulates MCL-1

and BAK-mediated apoptosis. Genes Dev 2005;19(11):1263.

37. Oltersdorf T, Elmore SW, Shoemaker AR, et al. An inhibitor of Bcl-2 family

proteins induces regression of solid tumours. Nature 2005;435(7042):677.

38. Sattler M, Liang H, Nettesheim D, et al. Structure of Bcl-xL-Bak peptide

complex: recognition between regulators of apoptosis. Science 1997;275:983.



39. Walensky LD, Kung AL, Escher I, et al. Activation of apoptosis in vivo by a

hydrocarbon-stapled BH3 helix. Science 2004;305:1466.

40. Du C, Fang M, Li Y, Li L, Wang X. Smac, a mitochondrial protein that

promotes cytochrome c-dependent caspase activation by eliminating IAP

inhibition. Cell 2000;102:33.

41. Green DR, Kroemer G. The pathophysiology of mitochondrial cell death.

Science 2004;305 (5684):626.

42. Kluck RM, Bossy-Wetzel E, Green DR, Newmeyer DD. The release of

cytochrome c from mitochondria: a primary site for Bcl-2 regulation of

apoptosis. Science 1997;275(5303):1132.

43. Verhagen AM, Ekert PG, Pakusch M, et al. Identification of DIABLO, a

mammalian protein that promotes apoptosis by binding to and antagonizing IAP

proteins. Cell 2000;102(1):43.

44. Yang J, Liu X, Bhalla K, et al. Prevention of apoptosis by Bcl-2: release of

cytochrome c from mitochondria blocked. Science 1997;275:1129.

45. Antignani A, Youle RJ. How do Bax and Bak lead to permeabilization of the

outer mitochondrial membrane? Current Opin Cell Biol 2006;18(6):685.

46. Acehan D, Jiang X, Morgan DG, et al. Three-dimensional structure of the

apoptosome: implications for assembly, procaspase-9 binding, and activation.

Mol Cell 2002;9(2):423.

47. Cryns V, Yuan J. Proteases to die for. Genes Dev 1998;12:1551.

48. Jin S, DiPaola RS, Mathew R, White E. Metabolic catastrophe as a means to

cancer cell death. J Cell Sci 2007;120(Pt 3):379.

49. Kelley SK, Ashkenazi A. Targeting death receptors in cancer with

Apo2L/TRAIL. Curr Opinion Pharmacol 2004;4(4):333.

50. Chauhan D, Neri P, Velankar M, et al. Targeting mitochondrial factor

Smac/DIABLO as therapy for multiple myeloma (MM). Blood

2007;109(3):1220.

51. Fulda S, Wick W, Weller M, Debatin KM. Smac agonists sensitize for

Apo2L/TRAIL- or anticancer drug-induced apoptosis and induce regression of

malignant glioma in vivo. Nat Med 2002;8(8):808.



52. Kuroda J, Puthalakath H, Cragg MS, et al. Bim and Bad mediate imatinib-

induced killing of Bcr/Abl+ leukemic cells, and resistance due to their loss is

overcome by a BH3 mimetic. Proc Nat Acad Sci U S A 2006;103(40):14907.

53. Downward J. PI 3-kinase, Akt and cell survival. Semin Cell Devel Biol

2004;15(2):177.

54. Karin M. Nuclear factor-kappaB in cancer development and progression. Nature

2006;441(7092):431â€“6.

55. Warburg O. On respiratory impairment in cancer cells. Science

1956;124(3215):269.

56. Jin S, White E. Role of autophagy in cancer: management of metabolic stress.

Autophagy 2007;3(1):28.

57. Levine B, Klionsky DJ. Development by self-digestion: molecular mechanisms

and biological functions of autophagy. Develop Cell 2004;6(4):463.

58. Mizushima N. The pleiotropic role of autophagy: from protein metabolism to

bactericide. Cell Death Differ 2005;12(Suppl 2):1535.

59. Degenhardt K, Mathew R, Beaudoin B, et al. Autophagy promotes tumor cell

survival and restricts necrosis, inflammation, and tumorigenesis. Cancer Cell

2006;10(1):51.

60. Lum JJ, Bauer DE, Kong M, et al. Growth factor regulation of autophagy and

cell survival in the absence of apoptosis. Cell 2005;120(2):237.

61. Kuma A, Hatano M, Matsui M, et al. The role of autophagy during the early

neonatal starvation period. Nature 2004;432(7020):1032.

62. Hara T, Nakamura K, Matsui M, et al. Suppression of basal autophagy in neural

cells causes neurodegenerative disease in mice. Nature 2006;441(7095):885.

63. Komatsu M, Waguri S, Chiba T, et al. Loss of autophagy in the central nervous

system causes neurodegeneration in mice. Nature 2006;441(7095):880.

64. Komatsu M, Waguri S, Ueno T, et al. Impairment of starvation-induced and

constitutive autophagy in Atg7-deficient mice. J Cell Biol 2005;169(3):425.

65. Deretic V. Autophagy as an immune defense mechanism. Curr Opin Immunol

2006;18(4):375.



66. Pua HH, Dzhagalov I, Chuck M, Mizushima N, He YW. A critical role for the

autophagy gene Atg5 in T cell survival and proliferation. J Exper Med

2007;204(1):25.

67. Baehrecke EH. Autophagy: dual roles in life and death? Nat Rev 2005;6(6):505.

68. Liang XH, Jackson S, Seaman M, et al. Induction of autophagy and inhibition of

tumorigenesis by beclin 1. Nature 1999;402(6762):672.

69. Kametaka S, Okano T, Ohsumi M, Ohsumi Y. Apg14p and Apg6/Vps30p form

a protein complex essential for autophagy in the yeast, Saccharomyces

cerevisiae. J Biolog Chem 1998;273(35):22284.

70. Qu X, Yu J, Bhagat G, et al. Promotion of tumorigenesis by heterozygous

disruption of the beclin 1 autophagy gene. J Clin Invest 2003;112(12):1809.

71. Yue Z, Jin S, Yang C, Levine AJ, Heintz N. Beclin 1, an autophagy gene

essential for early embryonic development, is a haploinsufficient tumor

suppressor. Proc Nat Acad Sci U S A 2003;100(25):15077.

72. Zong WX, Thompson CB. Necrotic death as a cell fate. Genes Dev 2006;20:1.

73. Vakkila J, Lotze MT. Inflammation and necrosis promote tumour growth. Nat

Rev Immunol 2004;4(8):641.

74. Zong WX, Ditsworth D, Bauer DE, Wang ZQ, Thompson CB. Alkylating DNA

damage stimulates a regulated form of necrotic cell death. Genes Dev

2004;18(11):1272.

75. Suzuki M, Youle RJ, Tjandra N. Structure of Bax: coregulation of dimer

formation and intracellular localization. Cell 2000;103:645.

programmed cell death ( apoptosis )

Documents