Modulator reseptor estrogen selektif

Modulator reseptor estrogen selektif (Bahasa Inggris: Selective estrogen receptor modulators, disingkat SERM), juga dikenal sebagai agonis/antagonis reseptor estrogen (Bahasa Inggris: estrogen receptor agonists/antagonists, disingkat ERAA), adalah kelas obat yang bekerja pada reseptor estrogen (ER). Dibandingkan dengan agonis-antagonis ER murni (misalnya agonis penuh dan antagonis diam), SERM lebih spesifik jaringan, memungkinkan mereka untuk secara selektif menghambat atau menstimulasi aksi seperti estrogen di berbagai jaringan.

Sejarah
Penemuan SERM berawal dari upaya pengembangan kontrasepsi baru. Klomifen dan tamoksifen mencegah pembuahan pada tikus tetapi memberikan efek sebaliknya pada manusia. Klomifen berhasil menginduksi ovulasi pada wanita subfertil dan pada 1 Februari 1967, disetujui di AS untuk pengobatan disfungsi ovulasi pada wanita yang mencoba hamil. Masalah toksikologi mencegah penggunaan jangka panjang klomifen dan pengembangan obat lebih lanjut untuk aplikasi potensial lainnya seperti pengobatan dan pencegahan kanker payudara.

Sepuluh tahun kemudian, tamoksifen disetujui pada Desember 1977, bukan sebagai kontrasepsi tetapi sebagai pengobatan hormonal untuk mengobati dan mencegah kanker payudara. Penemuan pada tahun 1987 bahwa SERM tamoksifen dan raloksifen, yang saat itu dianggap sebagai antiestrogen karena efek antagonis pada jaringan payudara, menunjukkan efek estrogenik dalam mencegah kehilangan tulang pada tikus yang diovariektomi, memiliki pengaruh besar pada pemahaman kita tentang fungsi reseptor estrogen dan reseptor nuklir secara umum. Istilah SERM diperkenalkan untuk menggambarkan senyawa-senyawa ini yang memiliki kombinasi aktivitas agonis estrogen, agonis parsial, atau antagonis tergantung pada jaringannya. Toremifen telah terbukti kompatibel dengan tamoksifen, dan pada tahun 1996 disetujui untuk digunakan dalam pengobatan kanker payudara pada wanita pascamenopause.

Raloksifen awalnya gagal sebagai obat kanker payudara karena kinerjanya yang buruk dibandingkan dengan tamoksifen di laboratorium tetapi efek estrogenik raloksifen pada tulang menyebabkan penemuan kembali dan persetujuannya pada tahun 1997. Obat ini disetujui untuk pencegahan dan pengobatan osteoporosis dan merupakan SERM pertama yang tersedia secara klinis untuk mencegah osteoporosis dan kanker payudara. Ospemifen disetujui pada 26 Februari 2013, untuk pengobatan dispareunia sedang hingga berat, yang merupakan gejala atrofi vulva dan vagina akibat menopause. Terapi kombinasi dengan estrogen terkonjugasi dan SERM bazedoksifen disetujui pada 3 Oktober 2013, untuk pengobatan gejala vasomotor yang terkait dengan menopause. Bazedoksifen juga digunakan dalam pencegahan osteoporosis pascamenopause. Pencarian SERM yang ampuh dengan efikasi tulang dan bioavailabilitas yang lebih baik daripada raloksifen mengarah pada penemuan lasofoksifen. Meskipun lasofoksifen disetujui pada tahun 2009, obat ini tidak dipasarkan selama tiga tahun setelah persetujuan, sehingga izin pemasarannya telah kedaluwarsa. Di Eropa, bazedoksifen diindikasikan untuk pengobatan osteoporosis pada wanita pascamenopause dengan peningkatan risiko patah tulang. Di India, ormeloksifen telah digunakan untuk pendarahan uterus disfungsional dan pengendalian kelahiran.

Kegunaan medis
SERM digunakan untuk berbagai penyakit yang berhubungan dengan estrogen, termasuk pengobatan disfungsi ovulasi dalam penanganan pengobatan kemandulan, pencegahan osteoporosis pascamenopause, pengobatan dan pengurangan risiko kanker payudara, dan pengobatan dispareunia akibat menopause. SERM juga digunakan dalam kombinasi dengan estrogen terkonjugasi yang diindikasikan untuk penanganan gejala defisiensi estrogen dan gejala vasomotor yang berhubungan dengan menopause.

SERM juga sedang dieksplorasi untuk terapi hormon transgender pada beberapa individu transgender non-biner yang ditetapkan sebagai laki-laki saat lahir. Tidak seperti agonis reseptor estrogen penuh seperti estradiol yang menyebabkan perkembangan luas ciri kelamin sekunder feminin, SERM dapat digunakan untuk mencapai feminisasi parsial pada individu yang ingin mengembangkan ciri-ciri feminin tertentu seperti kulit yang lebih lembut dan distribusi lemak tubuh feminin tanpa pertumbuhan payudara yang signifikan sambil menghindari gejala hipogonadisme yang terkait dengan penggunaan penghambat pubertas saja. Tidak seperti estrogen bioidentik, SERM sendiri tidak menekan produksi testosteron dengan menurunkan regulasi sumbu HPG dan oleh karena itu digunakan bersamaan dengan antiandrogen seperti siproteron asetat atau spironolakton, atau agonis GnRH. Penggunaan SERM di luar label untuk terapi hormon penegasan gender masih relatif baru dan jarang karena penelitian tentang kemanjuran termasuk tingkat efek fisik dan keamanan jangka panjang masih terbatas.

Contoh-contoh
Tamoksifen adalah pengobatan hormonal lini pertama untuk kanker payudara metastatik ER-positif. Obat ini digunakan untuk mengurangi risiko kanker payudara pada wanita berisiko tinggi, dan sebagai pengobatan adjuvan untuk karsinoma duktal in situ nodus aksila negatif dan nodus positif. Pengobatan tamoksifen juga digunakan untuk pengobatan osteoporosis dan lipid darah pada wanita pascamenopause. Efek samping tamoksifen termasuk hot flashes dan peningkatan risiko terkena kanker endometrium dibandingkan dengan wanita seusia.

Toremifen, turunan tamoksifen terklorinasi yang dikembangkan untuk menghindari karsinoma hati, dikaitkan dengan lebih sedikit aduksi DNA di hati daripada tamoksifen dalam studi praklinis. Raloksifen digunakan sebagai terapi endokrin untuk wanita dengan kanker payudara stadium 4 atau metastasis berulang yang reseptor estrogen atau progesteronnya positif dan telah menunjukkan efikasi yang serupa dibandingkan dengan tamoksifen sebagai pengobatan adjuvan kanker payudara dan dalam pengobatan kanker payudara metastasis.

Raloksifen digunakan untuk pencegahan dan pengobatan osteoporosis pascamenopause dan pencegahan kanker payudara pada wanita pascamenopause berisiko tinggi dengan osteoporosis. Laporan praklinis dan klinis menunjukkan bahwa raloksifen jauh kurang poten daripada estrogen untuk pengobatan osteoporosis. Raloksifen dikaitkan dengan profil endometrium yang dapat diterima dan belum menunjukkan efek seperti tamoksifen pada rahim, tetapi telah dikaitkan dengan efek samping seperti tromboembolisme vena dan gejala vasomotor, termasuk rasa panas.

Ospemifen adalah metabolit analog dari toremifen. Tidak seperti tamoksifen, toremifen bukan hepatokarsinogen pada tikus, dan oleh karena itu ospemifen juga akan menjadi SERM yang lebih aman daripada tamoksifen. Obat ini digunakan untuk pengobatan dispareunia sedang hingga berat, gejala atrofi vulva dan vagina yang berhubungan dengan menopause. Data klinis tentang kanker payudara tidak tersedia, tetapi data in vitro dan in vivo menunjukkan bahwa ospemifen mungkin memiliki aktivitas kemopreventif pada jaringan payudara.

Bazedoksifen digunakan untuk pengobatan osteoporosis pada wanita pascamenopause dengan peningkatan risiko retak tulang. Obat ini telah terbukti relatif aman dan ditoleransi dengan baik. Obat ini tidak menunjukkan stimulasi payudara atau endometrium dan dalam dua tahun pertama peningkatan kecil lebih baik dalam tromboembolisme vena, dan serupa dalam jangka panjang dengan SERM lainnya. Keunggulan bazedoksifen dibandingkan raloksifen adalah kemampuannya meningkatkan aktivitas sintase nitrogen monoksida endotelial dan tidak menghambat efek 17β-estradiol pada gejala vasomotor.

Kompleks estrogen selektif jaringan (TSEC) pertama menggabungkan estrogen terkonjugasi dan SERM bazedoksifen untuk memadukan aktivitasnya. Terapi kombinasi ini digunakan dalam pengobatan gejala vasomotor sedang hingga berat yang berhubungan dengan menopause, pencegahan osteoporosis pascamenopause, serta pengobatan gejala defisiensi estrogen pada wanita pascamenopause yang belum menjalani histerektomi. Kombinasi ini memungkinkan manfaat estrogen dalam hal meredakan gejala vasomotor tanpa stimulasi estrogenik pada endometrium.

SERM juga telah digunakan dalam terapi penggantian hormon oleh beberapa orang transgender.

DHED adalah bakal obat estradiol yang selektif secara sentral dan aktif secara oral.

Bentuk yang tersedia
 SERM yang dipasarkan untuk penggunaan klinis atau pada hewan. Nama  Merek  Kegunaan yang disetujui  Peluncuran  Catatan Anordrin  Zi Yun  Kontrasepsi darurat  1970s  Hanya di Cina, dikombinasikan dengan mifepriston Bazedoksifen  Duavee  Pencegahan osteoporosis  2013  Dikombinasikan dengan estrogen terkonjugasi Broparestrol  Acnestrol  Dermatologi, Pengobatan kanker payudara  1970s  Dihentikan Klomifen  Clomid  Kemandulan pada wanita  1967  Siklofenil  Sexovid  Kemandulan pada wanita, gejala menopause  1970  Sebagian besar sudah dihentikan Lasofoksifen  Fablyn  Pengobatan dan pencegahan osteoporosis, Atrofi vagina  2009  Hanya di Lithuania dan Portugal Ormeloksifen  Saheli  Kontrasepsi hormonal  1991  Hanya di India Ospemifen  Osphena  Dispareunia karena atrofi vagina  2013  Raloksifen  Evista  Pengobatan dan pencegahan osteoporosis, Pencegahan kanker payudara  1997  Tamoksifen  Nolvadex  Pengobatan kanker payudara  1978  Toremifen  Fareston  Pengobatan kanker payudara  1997  Sumber: Lihat artikel individual..

Farmakologi
Farmakodinamika
SERM adalah agonis parsial kompetitif dari ER. Jaringan yang berbeda memiliki tingkat sensitivitas yang berbeda terhadap aktivitas estrogen endogen, sehingga SERM menghasilkan efek estrogenik atau antiestrogenik tergantung pada jaringan yang bersangkutan, serta persentase aktivitas intrinsik (IA) dari SERM. Contoh SERM dengan IA tinggi dan sebagian besar efek estrogenik adalah klorotrianisena, sedangkan contoh SERM dengan IA rendah dan sebagian besar efek antiestrogenik adalah etamoksitrifetol. SERM seperti klomifen dan tamoksifen relatif lebih berada di tengah dalam IA dan keseimbangan aktivitas estrogenik dan antiestrogeniknya. Raloksifen adalah SERM yang lebih antiestrogenik daripada tamoksifen; Keduanya bersifat estrogenik pada tulang, tetapi raloksifen bersifat antiestrogenik di rahim sedangkan tamoksifen bersifat estrogenik di bagian tubuh ini.

Situs pengikatan

SERM bekerja pada reseptor estrogen (ER), yang merupakan aktivator transkripsi intraseluler yang bergantung pada ligan dan termasuk dalam keluarga reseptor nuklir. Dua subtipe ER yang berbeda telah diidentifikasi, yakni ERα dan ERβ. ERα dianggap sebagai media utama tempat sinyal estrogen ditransduksi pada tingkat transkripsi dan merupakan ER dominan di saluran reproduksi wanita dan kelenjar susu, sedangkan ERβ terutama terdapat pada sel endotel vaskular, tulang, dan jaringan prostat pria. Konsentrasi ERα dan ERβ diketahui berbeda di jaringan selama perkembangan, penuaan, atau keadaan penyakit. Banyak karakteristik yang serupa antara kedua jenis ini seperti ukuran (~600 dan 530 asam amino) dan struktur. ERα dan ERβ memiliki kesamaan urutan asam amino sekitar 97% pada domain pengikatan DNA dan sekitar 56% pada domain pengikatan ligan. Perbedaan utama domain pengikatan ligan ditentukan masing-masing oleh Leu-384 dan Met-421 pada ERα, yang digantikan oleh Met-336 dan Ile-373, pada ERβ. Variasi lebih besar pada N-terminus antara ERα dan ERβ.

Domain pengikatan DNA terdiri dari dua subdomain. Satu dengan kotak proksimal yang terlibat dalam pengenalan DNA, sementara yang lain berisi kotak distal yang bertanggung jawab untuk dimerisasi domain pengikatan DNA yang bergantung pada DNA. Urutan kotak proksimal identik antara ERα dan ERβ, yang menunjukkan spesifisitas dan afinitas yang serupa antara kedua subkelompok tersebut. Protein globular domain pengikat DNA mengandung delapan sistein dan memungkinkan koordinasi tetrahedral dari dua ion seng. Koordinasi ini memungkinkan pengikatan ER ke elemen respons estrogen. Domain pengikat ligan adalah struktur globular tiga lapis yang terbuat dari 11 heliks dan mengandung kantong untuk ligan alami atau sintetis. Faktor-faktor yang memengaruhi afinitas pengikatan terutama adalah keberadaan gugus fenol, ukuran dan bentuk molekul, ikatan ganda, dan hidrofobisitas.

Penempatan diferensial heliks 12 fungsi pengaktifan 2 (AF-2) dalam domain pengikat ligan oleh ligan yang terikat menentukan apakah ligan tersebut memiliki efek agonistik dan antagonistik. Pada reseptor yang terikat agonis, heliks 12 diposisikan berdekatan dengan heliks 3 dan 5. Heliks 3, 5, dan 12 bersama-sama membentuk permukaan pengikatan untuk motif kotak NR yang terdapat pada koaktivator dengan urutan kanonik LXXLL (di mana L mewakili leusin atau isoleusin dan X adalah asam amino apa pun). Reseptor yang tidak terikat ligan (apo) atau reseptor yang terikat pada ligan antagonis memutar heliks 12 menjauh dari permukaan pengikatan LXXLL yang menyebabkan pengikatan preferensial motif kaya leusin yang lebih panjang, yakni LXXXIXXX(I/L), yang terdapat pada korepresor NCoR1 atau SMRT. Selain itu, beberapa kofaktor mengikat ER melalui terminal, situs pengikatan DNA, atau situs pengikatan lainnya.  Dengan demikian, suatu senyawa dapat menjadi agonis ER pada jaringan yang kaya akan koaktivator tetapi menjadi antagonis ER pada jaringan yang kaya akan korepresor.

Mekanisme kerja
SERM diketahui merangsang aksi estrogenik pada jaringan seperti hati, tulang, dan sistem peredaran darah, tetapi diketahui memblokir aksi estrogen di tempat stimulasi tidak diinginkan, seperti pada payudara dan rahim. Aktivitas agonis atau antagonis ini menyebabkan berbagai perubahan struktural reseptor, yang mengakibatkan aktivasi atau represi gen target estrogen. SERM berinteraksi dengan reseptor dengan berdifusi ke dalam sel dan mengikat subunit ERα atau ERβ, yang mengakibatkan dimerisasi dan perubahan struktural reseptor. Hal ini memudahkan SERM untuk berinteraksi dengan elemen respons estrogen yang mengarah pada aktivasi gen yang diinduksi estrogen dan memediasi efek estrogen.

Fitur unik SERM adalah aktivitas selektif jaringan dan selnya. Terdapat bukti yang semakin banyak yang mendukung bahwa aktivitas SERM terutama ditentukan oleh perekrutan selektif korepresor dan koaktivator ke gen target ER pada jenis jaringan dan sel tertentu. SERM dapat memengaruhi stabilitas protein koaktivator dan juga dapat mengatur aktivitas koaktivator melalui modifikasi pascatranslasi seperti fosforilasi. Beberapa jalur pensinyalan pertumbuhan seperti HER2, PKC, PI3K, dan lainnya, mengalami penurunan regulasi sebagai respons terhadap pengobatan anti-estrogen. Koaktivator reseptor steroid 3 (SRC-3) difosforilasi oleh kinase yang diaktifkan yang juga meningkatkan aktivitas koaktivatornya, mempengaruhi pertumbuhan sel, dan pada akhirnya berkontribusi pada resistensi obat.

Rasio ERα dan ERβ pada situs target mungkin merupakan cara lain aktivitas SERM ditentukan. Tingkat proliferasi sel yang tinggi berkorelasi baik dengan rasio ERα:ERβ yang tinggi, tetapi penekanan proliferasi sel berkorelasi dengan ERβ yang dominan dibandingkan ERα. Rasio ER pada jaringan payudara neoplastik dan normal dapat menjadi penting ketika mempertimbangkan kemopreventif dengan SERM.

Ketika melihat perbedaan antara ERα dan ERβ, fungsi aktivasi 1 (AF-1) dan AF-2 sangat penting. Bersama-sama mereka memainkan peran penting dalam interaksi dengan protein ko-regulatori lain yang mengontrol transkripsi gen. AF-1 terletak di ujung amino ER dan hanya memiliki homologi 20% pada ERα dan ERβ. Di sisi lain, AF-2 sangat mirip pada ERα dan ERβ, dan hanya satu asam amino yang berbeda. Studi telah menunjukkan bahwa dengan menukar daerah AF-1 pada ERα dan ERβ, terdapat perbedaan spesifik dalam aktivitas transkripsi. Secara umum, SERM dapat mengaktifkan gen hasil rekayasa secara parsial melalui ERα melalui elemen reseptor estrogen, namun tidak melalui ERβ. Meskipun demikian, raloksifen dan bentuk aktif tamoksifen dapat menstimulasi gen reporter yang diatur oleh AF-1 baik pada ERα maupun ERβ.

Karena penemuan bahwa terdapat dua subtipe ER, hal ini telah mendorong sintesis berbagai ligan spesifik reseptor yang dapat mengaktifkan atau menonaktifkan reseptor tertentu. Namun, bentuk eksternal kompleks yang dihasilkan menjadi katalis untuk mengubah respons pada target jaringan terhadap SERM.

Kristalografi sinar-X estrogen atau antiestrogen telah menunjukkan bagaimana ligan memprogram kompleks reseptor untuk berinteraksi dengan protein lain. Domain pengikatan ligan ER menunjukkan bagaimana ligan mempromosikan dan mencegah pengikatan koaktivator berdasarkan bentuk kompleks estrogen atau antiestrogen. Berbagai macam ligan yang mengikat ER dapat menciptakan spektrum kompleks ER yang sepenuhnya estrogenik atau antiestrogenik pada situs target tertentu. Hasil utama pengikatan ligan ke ER adalah penataan ulang struktural kantung pengikatan ligan, terutama di AF-2 dari wilayah C-terminal. Pengikatan ligan ke ER menyebabkan pembentukan kantung hidrofobik yang mengatur kofaktor dan farmakologi reseptor. Pelipatan domain pengikatan ligan yang benar diperlukan untuk aktivasi transkripsi dan agar ER dapat berinteraksi dengan sejumlah koaktivator.

Koaktivator bukan hanya mitra protein yang menghubungkan situs-situs dalam suatu kompleks. Koaktivator memainkan peran aktif dalam memodifikasi aktivitas suatu kompleks. Modifikasi pasca-translasi koaktivator dapat menghasilkan model dinamis aksi hormon steroid melalui berbagai jalur kinase yang diinisiasi oleh reseptor faktor pertumbuhan permukaan sel. Di bawah bimbingan sejumlah besar protein perombak untuk membentuk kompleks koaktivator multiprotein yang dapat berinteraksi dengan ER terfosforilasi pada situs promotor gen tertentu, koaktivator inti pertama-tama harus merekrut serangkaian koaktivator spesifik. Protein yang dirakit oleh koaktivator inti sebagai kompleks koaktivator inti memiliki aktivitas enzimatik individual untuk memetilasi atau mengasetilasi protein yang berdekatan. Substrat ER atau koenzim A dapat dipoliubikitinasi oleh beberapa siklus reaksi, atau tergantung pada protein penghubung, dapat diaktifkan lebih lanjut atau didegradasi oleh proteasom 26S.

Akibatnya, untuk memiliki transkripsi gen yang efektif yang diprogram dan ditargetkan oleh struktur dan status fosforilasi ER dan koaktivator, diperlukan proses perombakan kapasitas perakitan transkripsi yang dinamis dan siklik, setelah itu kompleks transkripsi kemudian langsung dihancurkan secara rutin oleh proteasom.

Struktur dan fungsi
Hubungan Struktur-Aktivitas
Struktur inti SERM mensimulasikan templat 17β-estradiol. SERM memiliki dua cincin aromatik yang dipisahkan oleh 1-3 atom (seringkali susunan tipe stilbena). Di antara dua gugus fenil inti, SERM biasanya memiliki gugus fenil tersubstitusi 4, yang ketika terikat pada ER menonjol dari posisi inti estradien sehingga heliks 12 bergerak dari bukaan reseptor dan menghalangi ruang tempat protein koaktivator biasanya berikatan dan menyebabkan aktivitas agonis ER. Terdapat banyak variasi pada bagian inti SERM, sementara fleksibilitas pada rantai samping kurang. SERM dapat diklasifikasikan berdasarkan struktur intinya.

Trifeniletilena Generasi Pertama
Kelas struktur utama pertama dari molekul tipe SERM yang dilaporkan adalah trifeniletilena. Inti stilbena (mirip dengan estrogen nonsteroid dietilstilbestrol) pada dasarnya meniru estrogen steroid seperti 17β-estradiol, sementara rantai sampingnya tumpang tindih dengan posisi ke-11 dari inti steroid. Turunan trifeniletilena memiliki gugus fenil tambahan yang terikat pada gugus jembatan etilena. Kemampuan ikatan H pada posisi ke-3 dari fenol merupakan persyaratan penting untuk pengikatan ER.


Obat pertama yakni klomifen, memiliki substituen kloro pada rantai samping etilena yang menghasilkan afinitas pengikatan yang mirip dengan tamoksifen yang ditemukan kemudian. Klomifen adalah campuran isomer estrogenik (bentuk cis) dan antiestrogenik (bentuk trans). Cis dan trans didefinisikan berdasarkan hubungan geometris dari dua cincin fenil yang tidak tersubstitusi. Kedua isomer klomifen memiliki profil yang berbeda, di mana bentuk trans memiliki aktivitas yang lebih mirip dengan tamoksifen sedangkan bentuk cis berperilaku lebih seperti 17β-estradiol. Cis kira-kira sepuluh kali lebih poten daripada trans. Namun, isomer trans adalah stimulator hipertrofi sel epitel yang paling poten karena klomifen bersifat antagonis pada dosis rendah dan agonis pada dosis tinggi. Isomer antagonis dapat menyebabkan efek estrogenik penghambat pada kanker rahim dan payudara, tetapi isomer estrogenik dapat bergabung dengan reseptor baru untuk menghasilkan efek seperti estrogen pada tulang.


Tamoksifen telah menjadi pengobatan pilihan untuk wanita yang didiagnosis dengan semua stadium kanker payudara responsif hormon, yaitu kanker payudara yang positif ER dan/atau progesteron. Di AS, tamoksifen juga diberikan untuk kemopreventif profilaksis pada wanita yang diidentifikasi berisiko tinggi terkena kanker payudara.] Tamoksifen adalah isomer trans antiestrogenik murni dan memiliki aksi diferensial pada jaringan target estrogen di seluruh tubuh. Tamoksifen secara selektif antiestrogenik pada payudara tetapi seperti estrogen pada tulang dan kanker endometrium. 

Struktur kristalografi 4-hidroksitamoksifen berinteraksi dengan asam amino ER dalam domain pengikatan ligan. Kontak antara gugus fenolik, molekul air, dan glutamat serta arginin dalam reseptor (ERα; Glu 353/Arg 394) menghasilkan pengikatan afinitas tinggi sehingga 4-hidroksitamoksifen, dengan cincin fenolik yang menyerupai cincin A dari 17β-estradiol, memiliki afinitas pengikatan relatif lebih dari 100 kali lebih tinggi daripada tamoksifen, yang tidak memiliki fenol. Jika gugus OH-nya dihilangkan atau posisinya diubah, afinitas pengikatan akan berkurang.

Gugus trifeniletilen dan rantai samping diperlukan untuk pengikatan tamoksifen ke ER, sedangkan untuk 4-hidroksitamoksifen rantai samping dan fenil-propena tampaknya bukan elemen struktural penting untuk pengikatan ke ER. Kebasaan dan panjang rantai samping tampaknya tidak memainkan peran penting untuk afinitas pengikatan tamoksifen ke ER maupun cincin β tamoksifen, tetapi gugus stilbena tamoksifen diperlukan untuk pengikatan ke ER. Gugus hidroksil sangat penting untuk pengikatan 4-hidroksitamoksifen ke ER, dan rantai samping etil tamoksifen menonjol keluar dari domain pengikatan ligan ER.

Beberapa pengguna tamoksifen mengalami peningkatan angka kanker rahim, rasa panas, dan tromboembolisme. Obat ini juga dapat menyebabkan hepatokarsinoma pada tikus. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh gugus etil dari inti stilbena tamoksifen yang mengalami aktivasi oksidatif alilik yang menyebabkan alkilasi DNA dan pemutusan untai. Masalah ini kemudian diperbaiki pada toremifen. Tamoksifen lebih promiskuitif daripada raloksifen pada situs target karena hubungan antara asam amino ER di Asp-351 dan rantai samping antiestrogenik SERM. Rantai samping tamoksifen tidak dapat menetralkan Asp-351, sehingga situs tersebut secara alosterik memengaruhi AF-1 di ujung proksimal ER. Masalah ini diperbaiki dengan obat generasi kedua yakni raloksifen.


Toremifen adalah turunan terklorinasi dari antiestrogen trifeniletilena nonsteroid tamoksifen dengan substituen kloro pada rantai samping etilena yang menghasilkan afinitas pengikatan yang mirip dengan tamoksifen. Hubungan struktur dan aktivitas toremifen mirip dengan tamoksifen, tetapi memiliki peningkatan substansial dari obat yang lebih tua dalam hal alkilasi DNA. Kehadiran atom klorin tambahan mengurangi stabilitas kation yang terbentuk dari metabolit alilik yang diaktifkan dan dengan demikian menurunkan potensi alkilasi, dan memang toremifen tidak menunjukkan pembentukan aduk DNA pada hepatosit hewan pengerat. Toremifen melindungi terhadap kehilangan tulang pada model tikus yang diovariektomi dan memengaruhi penanda resorpsi tulang secara klinis dengan cara yang mirip dengan tamoksifen. Toremifen mengalami metabolisme fase I oleh enzim sitokrom P450 mikrosomal, seperti tamoksifen, tetapi terutama oleh isoform CYP3A4. Toremifen membentuk dua metabolit utamanya yakni N-desmetiltoremifen dan deaminohidroksi-toremifen (ospemifen), melalui proses N-demetilasi dan deaminasi-hidroksilasi. N-desmetiltoremifen memiliki efikasi yang mirip dengan toremifen, sedangkan 4-hidroksitoremifen memiliki afinitas pengikatan yang lebih tinggi ke ER daripada toremifen. 4-hidroksitoremifen memiliki peran yang mirip dengan 4-hidroksitamoksifen.

Benzotiofena generasi kedua
Raloksifen termasuk dalam obat SERM benzotiofena generasi kedua. Ia memiliki afinitas tinggi terhadap ER dengan aktivitas antiestrogenik yang kuat dan efek spesifik jaringan yang berbeda dari estradiol. Raloksifen merupakan agonis ER pada tulang dan sistem peredaran darah, tetapi pada jaringan payudara dan endometrium ia bertindak sebagai antagonis ER. Ia dimetabolisme secara ekstensif melalui konjugasi glukuronida di usus dan karena itu memiliki bioavailabilitas yang rendah, yakni hanya 2%; sedangkan bioavailabilitas tamoksifen dan toremifen sekitar 100%.

Keuntungan raloksifen dibandingkan dengan trifeniletilena tamoksifen adalah efeknya yang lebih kecil pada rahim. Gugus engsel yang fleksibel, serta rantai samping fenil 4-piperidinoetoksi antiestrogenik, penting untuk meminimalkan efek pada rahim. Karena fleksibilitasnya, rantai samping dapat memperoleh susunan ortogonal relatif terhadap inti sehingga amina dari rantai samping raloksifen lebih dekat 1 Å daripada tamoksifen ke asam amino Asp-351 di domain pengikatan ligan ERα.

Peran penting hubungan erat antara rantai samping hidrofobik raloksifen dan residu hidrofobik reseptor dalam mengubah bentuk dan muatan permukaan luar kompleks SERM-ER telah dikonfirmasi dengan turunan raloksifen. Ketika jarak interaktif antara raloksifen dan Asp-351 meningkat dari 2,7 Å menjadi 3,5-5 Å, hal ini menyebabkan peningkatan aksi seperti estrogen dari kompleks raloksifen-ERα. Ketika cincin piperidin raloksifen digantikan oleh sikloheksana, ligan kehilangan sifat antiestrogenik dan menjadi agonis penuh. Interaksi antara rantai samping antiestrogenik SERM dan asam amino Asp-351 merupakan langkah pertama yang penting dalam membungkam AF-2. Hal ini memindahkan heliks 12 menjauh dari kantung pengikatan ligan sehingga mencegah koaktivator berikatan dengan kompleks SERM-ER.

Generasi Ketiga
Senyawa generasi ketiga menunjukkan tidak adanya stimulasi rahim, peningkatan potensi, tidak ada peningkatan signifikan pada hot flash, atau kombinasi dari atribut-atribut ini.


Modifikasi nafoksidin menghasilkan lasofoksifen. Lasofoksifen termasuk di antara SERM paling ampuh yang dilaporkan dalam perlindungan terhadap kehilangan tulang dan pengurangan kolesterol. Potensi oral lasofoksifen yang sangat baik telah dikaitkan dengan pengurangan glukuronidasi fenol di usus. Tidak seperti raloksifen, lasofoksifen memenuhi persyaratan model farmakofor yang memprediksi resistensi terhadap glukuronidasi dinding usus. Persyaratan strukturalnya adalah topologi non-planar dengan ukuran sterik yang dekat dengan bidang sistem aromatik bisiklik yang menyatu. Interaksi antara ER dan lasofoksifen konsisten dengan fitur umum pengenalan SERM-ER. Rantai samping lasofoksifen yang besar dan fleksibel berakhir pada gugus kepala pirolidina dan menjalar ke arah permukaan protein, di mana ia secara langsung mengganggu posisi heliks AF-2. Jembatan garam terbentuk antara lasofoksifen dan Asp-351. Netralisasi muatan di wilayah ER ini dapat menjelaskan beberapa efek antiestrogenik yang ditimbulkan oleh lasofoksifen.


Sistem indola telah berfungsi sebagai unit inti dalam SERM, dan ketika amina dihubungkan ke indol dengan benziloksietil, senyawa yang dihasilkan terbukti tidak memiliki aktivitas rahim praklinis sambil melindungi tulang tikus dengan efikasi penuh pada dosis rendah. Bazedoksifen adalah salah satu senyawa tersebut. Domain pengikatan inti terdiri dari 2-fenil-3-metil indol dan cincin heksametilenamina pada wilayah efek rantai samping. Ia dimetabolisme melalui glukuronidasi, dengan bioavailabilitas absolut 6,2%; 3 kali lebih tinggi daripada raloksifen. Ia memiliki efek agonistik pada metabolisme tulang dan lipid tetapi tidak pada payudara dan endometrium rahim. Ia ditoleransi dengan baik dan tidak menunjukkan peningkatan kejadian hot flash, hipertrofi rahim atau nyeri payudara.


Ospemifen adalah trifeniletilena dan metabolit toremifen yang dikenal. Struktur kimianya sangat mirip dengan tamoksifen dan toremifen. Ospemifen tidak memiliki gugus 2-(dimetilamino)etoksi seperti tamoksifen. Studi hubungan struktur-aktivitas menunjukkan bahwa dengan menghilangkan gugus tersebut, aktivitas agonis tamoksifen di rahim berkurang secara signifikan, tetapi tidak pada tulang dan sistem peredaran darah. Data praklinis dan klinis menunjukkan bahwa ospemifen ditoleransi dengan baik tanpa efek samping utama. Manfaat yang mungkin dimiliki ospemifen dibandingkan SERM lain adalah efek netralnya pada hot flash dan efek agonis ER pada vagina, sehingga memperbaiki gejala kekeringan vagina.

Mode pengikatan
SERM diketahui memiliki empat mode pengikatan yang berbeda ke ER. Salah satu ciri khasnya adalah ikatan hidrogen yang kuat antara ligan dan Arg-394 serta Glu-353 ERα yang melapisi "kantong cincin A" dan membantu ligan untuk tetap berada di kantong pengikatan ER. Hal ini berbeda dengan 17β-estradiol yang terikat hidrogen dengan His-524 di "kantong cincin D". Ikatan khas lainnya pada kantong pengikatan ligan adalah dengan struktur "inti" yang hampir planar yang biasanya terdiri dari heterosiklus biaril, setara dengan cincin A dan cincin B dari 17β-estradiol, ke situs pengikatan yang sesuai; rantai samping yang besar dari struktur biaril, analog dengan cincin B dari 17β-estradiol dan akhirnya gugus samping kedua yang setara dengan cincin C dan D dan biasanya aromatik, mengisi sisa volume kantong pengikatan ligan.

Perbedaan kecil antara dua subtipe ER telah digunakan untuk mengembangkan modulator ER selektif subtipe, tetapi kemiripan yang tinggi antara kedua reseptor membuat pengembangannya sangat menantang. Asam amino dalam domain pengikatan ligan berbeda pada dua posisi, yakni Leu-384 dan Met-421 pada ERα dan Met-336 dan Ile-373 pada ERβ, tetapi keduanya memiliki hidrofobisitas dan volume yang serupa. Namun bentuk dan penghalang rotasi residu asam amino tidak sama, sehingga membedakan sisi α dan β dari rongga pengikatan antara ERα dan ERβ. Hal ini menyebabkan pengikatan ligan yang sejajar ke bawah menghadap Met-336 lebih disukai oleh ERα, sedangkan ligan yang sejajar ke atas menghadap Met-336 lebih mungkin berikatan dengan ERβ. Perbedaan lainnya terletak pada Val-392 di ERα, yang digantikan oleh Met-344 di ERβ. Volume kantung pengikatan ERβ sedikit lebih kecil dan bentuknya sedikit berbeda dari ERα. Banyak ligan selektif ERβ memiliki susunan yang sebagian besar planar karena rongga pengikatan ERβ sedikit lebih sempit daripada ERα, namun hal ini sendiri menyebabkan selektivitas yang moderat. Untuk mencapai selektivitas yang kuat, ligan harus menempatkan substituen sangat dekat dengan satu atau lebih perbedaan asam amino antara ERα dan ERβ untuk menciptakan gaya tolak yang kuat terhadap reseptor subtipe lainnya. Selain itu, struktur ligan harus kaku. Interaksi tolak dapat menyebabkan perubahan konformasi ligan, dan oleh karena itu menciptakan mode pengikatan alternatif.

Trifeniletilena generasi pertama
Tamoksifen diubah oleh sitokrom P450 hati menjadi 4-hidroksitamoksifen dan merupakan antagonis subtipe ERα yang lebih selektif daripada ERβ. 4-hidroksitamoksifen berikatan dengan ER di dalam kantung pengikatan yang sama yang mengenali 17β-estradiol. Pengenalan reseptor terhadap 4-hidroksitamoksifen tampaknya dikendalikan oleh dua fitur struktural 4-hidroksitamoksifen, cincin fenolik A, dan rantai samping yang besar. Cincin fenolik A membentuk ikatan hidrogen dengan gugus samping Arg-394 dan Glu-354 ER, dan dengan air yang terkonservasi secara struktural. Rantai samping yang besar, yang menonjol dari rongga pengikatan, menggeser heliks 12 dari kantung pengikatan ligan untuk menutupi sebagian kantung pengikatan koaktivator. Pembentukan kompleks ER-4-hidroksitamoksifen merekrut protein korepresor. Hal ini menyebabkan penurunan sintesis DNA dan penghambatan aktivitas estrogen. Klomifen dan torimefen menghasilkan afinitas pengikatan yang mirip dengan tamoksifen. Dengan demikian, kedua obat ini merupakan antagonis subtipe ERα yang lebih selektif daripada ERβ.

Benzotiopena Generasi Kedua
Seperti 4-hidroksitamoksifen, raloksifen berikatan dengan ERα melalui gugus hidroksil dari “cincin A” fenoliknya melalui ikatan hidrogen dengan Arg-394 dan Glu-353. Selain ikatan ini, raloksifen membentuk ikatan hidrogen kedua dengan ER melalui gugus samping His-524 karena adanya gugus hidroksil kedua pada “cincin D”. Ikatan hidrogen ini juga berbeda dengan ikatan antara 17β-estradiol dan His-524, karena cincin imidazol His-524 diputar untuk mengimbangi perbedaan posisi oksigen pada raloksifen dan 17β-estradiol. Sama seperti pada 4-hidroksitamoksifen, rantai samping raloksifen yang besar menggeser heliks 12.

Generasi Ketiga
Interaksi lasofoksifen dengan ERα khas interaksi antara SERM-ERα seperti topologi yang hampir planar (karbosiklus tetrahidronaftalena), ikatan hidrogen dengan Arg-394 dan Glu-353 dan rantai samping fenil lasofoksifen mengisi volume cincin C dan cincin D dari kantung pengikatan ligan. Lasofoksifen mengalihkan heliks 12 dan mencegah pengikatan protein koaktivator dengan motif LXXLL. Hal ini dicapai dengan lasofoksifen menempati ruang yang biasanya diisi oleh gugus samping Leu-540 dan memodulasi konformasi residu heliks 11 (His-524, Leu-525). Selain itu, lasofoksifen juga secara langsung mengganggu posisi heliks 12 oleh gugus etil pirolidina obat tersebut. Studi in vitro menunjukkan bahwa bazedoksifen secara kompetitif memblokir 17β-estradiol dengan pengikatan yang tinggi dan serupa pada ERα dan ERβ. Domain pengikatan utama bazedoksifen terdiri dari 2-fenil-3-metilindol dan cincin heksametilenamina pada daerah rantai samping yang terpengaruh.

Ospemifen adalah metabolit deaminasi oksidatif dari toremifen yang memiliki pengikatan serupa pada ER seperti toremifen dan tamoksifen. Pengikatan kompetitif pada ERα dan ERβ dari tiga metabolit 4-hidroksi ospemifen, 4'-hidroksi ospemifen dan asam karboksilat rantai samping 4-hidroksi ospemifen setidaknya sama tingginya dengan senyawa induknya.

Referensi

Pranala luar

 AACR Cancer Concepts Factsheet on SERMs
 STAR: a head-to-head comparison of tamoxifen and raloxifene as breast-cancer preventatives
 Femarelle official site
 Raloxifene (Evista) official site 

Kategori:Obat antineoplastik hormonal
Kategori:Progonadotropin
Kategori:Modulator reseptor estrogen selektif