Механизм резистентности рака поджелудочной можно использовать против самой опухоли

Протоковая аденокарцинома поджелудочной железы (PDAC) — один из самых смертоносных видов рака во всем мире, устойчивый к большинству видов терапии. У 90% пациентов выживаемость не превышает пяти лет. Один из механизмов, позволяющих раковым клеткам закрепиться и распространиться, — это конфликты транскрипции и репликации, которые особенно часто встречаются в клетках PDAC. Такие конфликты приводят к репликативному стрессу, из-за чего в геноме раковой клетки накапливается еще больше ошибок. Ученые из США и Финляндии предложили способ превратить эту опасную черту в уязвимость опухоли.

В качестве мишени исследователи выбрали ядерный антиген пролиферирующих клеток (PCNA), который высоко экспрессируется в клетках протоковой аденокарциномы поджелудочной. Этот фактор процессивности ДНК-полимеразы также участвует в восстановлении повреждений ДНК, привлекая и удерживая белки репарации. Эксперименты проводили на иммортализованной линии клеток PDAK с доксициклин-индуцибельной экспрессией мутантного KRAS^G12D. Обработка доксициклином вызывала в клетках репликационный стресс, приводила к возникновению конфликтов транскрипции и репликации и к формированию R-петель — участков ДНК, вытесненным из дуплекса комплементарной РНК. Все это способствовало повреждению ДНК. Воздействие на клетки ингибитором PCNA — соединением AOH1996 — показало, что это вещество избирательно усиливало повреждение ДНК в клетках с мутантным KRAS^G12D, но не в контрольных клетках.

Чтобы определить механизмы цитотоксичности AOH1996, исследователи проследили динамику репликативной вилки в клетках MIA Paca-2 (KRAS^G12С), средне чувствительных к соединению. AOH1996 вызвал дозозависимую остановку репликативной вилки, не затрагивая загрузку комплексов MCM на ДНК. Вестерн-блот и иммуноцитохимический анализ подтвердили дозозависимое накопление повреждений ДНК, маркером которых служил гистон γH2AX.

Один из предполагаемых механизмов действия AOH1996 связан именно с конфликтами транскрипции и репликации — препарат способствует их возникновению за счет того, что усиливает взаимодействие между РНК-полимеразой II и PCNA. В пользу такого механизма свидетельствуют данные проточной цитометрии и иммуногистохимического анализа, полученные на обработанных этим веществом клетках PDAC. Однако усиливает ли это накопление повреждений в ДНК?

Чтобы это проверить, авторы оценивали накопление гистона γH2AX в клетках PDAC, обработанных только AOH1996 или этим веществом в сочетании с ингибитором транскрипции (DRB). В качестве положительного контроля вместо AOH1996 использовали гемцитабин — аналог нуклеозидов, повреждающий ДНК и одобренный для терапии рака поджелудочной железы. Как AOH1996, так и гемцитабин повреждали ДНК. Но, в отличие от гемцитабина, AOH1996 вызывал меньше повреждений, если транскрипция была остановлена (81% против 31%).

Опыты на опухолевых органоидах показали, что чувствительность раковых клеток к AOH1996 зависит от их исходной склонности к репликационному стрессу — на подтипы с его высоким уровнем препарат действовал в намного меньших концентрациях. При этом уровень репликационного стресса авторы характеризовали в том числе по транскриптомному профилю, заключая, что по сигнатуре экспрессии можно предсказать чувствительность конкретной опухоли к AOH1996.

Наконец, ученые проверили противоопухолевое действие AOH1996 in vivo. Опыты проводили на мышах с быстрорастущей ортотопической моделью PDAC — без лечения срок от имплантации опухолевых клеток до смерти составляет около 4 недель. У мышей, получавших AOH1996, объем опухоли сокращался без серьезной токсичности для нормальных тканей. В образцах опухолей животных, получавших терапию, содержалось значительно больше ядер с повреждением ДНК (γH2AX).

Учитывая многообещающую доклиническую активность, авторы решили начать клиническое исследование фазы 1. Первый пациент с PDAC, включенный в исследование, получал AOH1996 в дозировке 240 мг дважды в сутки. Через два месяца терапии болезнь можно было назвать стабильной по критериям RECIST: первичная опухоль стабилизировалась, а метастазы в печени сократились на 49%. Несмотря на это, отмечался рост мелких метастаз в легких. Пациент продолжал терапию еще два месяца, после чего опухолевые очаги все же продолжили расти. В целом, терапия AOH1996 привела к выживанию без прогрессирования в течение 4 месяцев.

Затем в КИ включили второго пациента с химиорезистентной PDAC. Опухоль характеризовалась микросателлитной стабильностью и низкой мутационной нагрузкой. Лечение оказалось менее удачным — за месяц монотерапии AOH1996 одиночный метастаз в печени сократился на 43%, однако у пациента развились метастазы в брюшину и развилась обструктивная желтуха.

Эти два случая подтверждают, что AOH1996 способен принести клиническую пользу при химиорезистентной PDAC, хотя в данном случае он выраженно замедлил прогрессию болезни только у одного пациента. «Конфликты транскрипции-репликации — важная уязвимость рака поджелудочной железы, — комментирует доктор Мустафа Рауф, старший автор работы. — Наше исследование впервые доказывает, что эта брешь в броне рака может стать эффективной терапевтической мишенью у пациентов».

Нейротоксин против рака поджелудочной железы