Меланомы с мутациями NF1 противостоят таргетной и иммунотерапии с помощью EGFR-сигналинга

Меланома остается одним из наиболее смертоносных онкологических заболеваний. Ингибиторы иммунных контрольных точек, а также ингибиторы BRAF и MEK позволяют улучшить выживаемость у многих пациентов с метастатической меланомой, однако они эффективны у пациентов с мутациями BRAF и NRAS, а при наличии мутаций в гене NF1 опции таргетной терапии для пациентов ограничены, а к иммунотерапии наблюдается резистентность.

Ген NF1, относящийся к генам-супрессорам опухолевого роста, кодирует белок нейрофибромин. Этот белок подавляет активность сигнальных путей MAPK и PI3K-AKT, участвующих в пролиферации и выживании клеток. Известно, что инактивация NF1 связана с избыточной активацией этих сигнальных путей в опухолях, однако остается неясным, почему NF1-мутированные меланомы малочувствительны к терапии MEK-ингибиторами, воздействующими на эти пути.

Чтобы понять, какие молекулярные механизмы обеспечивают рост и устойчивость к лечению NF1-мутированных меланом, группа ученых из Университета Нью-Йорка использовала короткоживущие клеточные культуры, полученные из метастазов меланомы в подкожные ткани, лимфатические узлы и головной мозг. Среди выращенных культур были NF1-, BRAF- и NRAS-мутированные, а также несущие одновременно мутации NF1 и BRAF или не имеющие ни одной из перечисленных мутаций. Интересно, что мутационная нагрузка в NF1-мутированных (NF1^mut) опухолях была выше, чем в опухолях без этой мутации (NF1^wt).

Для анализа транскриптомного профиля NF1^mut- и NF1^wt-опухолей ученые использовали РНК-секвенирование, анализ доступности хроматина (ATAC-seq), а также анализ активности промоторов и энхансеров, основан на определении метилирования и ацетилирования — гистонового белка H3. В клетках NF1^mut-меланом была выявлена высокая активность сигнальных путей EGFR, ERBB, RAS, MAPK и PI3K, а также системы иммунных контрольных точек PD-L1/PD1. Кроме того, отмечалось усиление транскрипции гена EGFR, кодирующего рецептор эпидермального фактора роста (EGF), а также большая доступность и активность его регуляторных элементов. Используя иммуногистохимический метод, исследователи дополнительно подтвердили усиление экспрессии EGFR в образцах NF1^mut-меланом по сравнению с NF1^wt-меланомами. В то же время экспрессия ERK, pERK, MITF и PTEN в NF1^mut- и NF1^wt-опухолях не различалась. При обработке EGF в NF1^mut-опухолях отмечалась более высокая интенсивность EGFR-сигналинга, приводящая к гиперактивации ERK и AKT (молекул, связанных с выживанием, пролиферацией и ростом клеток).

Используя публично доступный датасет Атласа генома рака (The Cancer Genome Atlas), ученые также проанализировали выживаемость пациентов с метастатической меланомой в зависимости от уровня экспрессии EGFR и мутационного статуса NF1, BRAF и NRAS. Высокий уровень экспрессии EGFR был ассоциирован с более низкими показателями общей выживаемости и выживаемости без прогрессии, причем именно за счет различий в группе с NF1-мутированными опухолями, но не BRAF- и NRAS-мутированными. При этом уровень экспрессии EGFR был значимо выше (p = 0.0295) в NF1^mut-меланомах по сравнению с NF1^wt-меланомами.

Нокдаун EGFR с помощью малых шпилечных РНК (shRNA) замедлял рост NF1^mut-клеточных культур и усиливал активность сигнальных путей, связанных с белком p53 и апоптозом. Выполненный аналогичным образом нокдаун NF1 приводил к усилению роста клеток и активации EGFR, AKT и ERK независимо от мутационного статуса BRAF и NRAS. Тот факт, что нокдаун EGFR в клетках с выполненной до этого инактивацией NF1 тормозил их рост, свидетельствует о критической роли EGFR-сигналинга в NF1^mut-меланомах. Это открывает новые возможности в лечении таких опухолей.

Действительно, обработка культур цетуксимабом (анти-EGFR моноклональным антителом) приводила к замедлению роста NF1^mut-клеток независимо от наличия мутаций BRAF и NRAS, но не влияла на рост в NF1^wt-культурах. Кроме того, при лечении цетуксимабом мышей с пересаженными опухолями отмечалось уменьшение их объема. РНК-секвенирование и анализ обогащения набора генов (gene set enrichment analyses) показали, что лечение приводило к активации сигнальных путей, связанных с апоптозом, репарацией ДНК, гипоксией и окислительным фосфорилированием, а интенсивность сигналинга, связанного с пролиферацией и ангиогенезом, была снижена. Аналогичные результаты в клеточных культурах и на мышах были получены при использовании афатиниба — EGFR-ингибитора второго поколения.

Авторы исследования считают, что продемонстрированная ранее в клинических исследованиях неэффективность EGFR-ингибиторов гефитиниба и эрлотиниба связана с тем, что пациентов не стратифицировали по статусу NF1, а также с несовершенствами препаратов первого поколения. По их мнению, пациентам с NF1^mut-меланомой может быть полезна более современная анти-EGFR терапии в сочетании с другими препаратами, например, активаторами перекисного окисления липидов и ферроптоза.

Альфа-синуклеин — связующее звено между меланомой и болезнью Паркинсона