Онкогенная специфичность меланомы определяется ее анатомическим положением

Анатомическое положение развивающейся злокачественной опухоли определяет ее принадлежность к различным молекулярным и клиническим подтипам. По месту возникновения меланомы подразделяют на три подтипа: подкожную (кожа лица, груди, спины), акральную (ладони, подошвы, а также области под ногтями), а также меланому, возникающую на слизистых или сосудистой оболочке глаза (так называемый увеальный тракт). Авторы нового исследования, опубликованного в Nature, изучали, какие онкогены активны в клетках меланомы, возникшей в разных анатомических локациях, используя данные от реальных пациентов, а также модели меланомы на рыбках данио-рерио.

История открытия, сообщает пресс-релиз Мемориального онкологического центра Слоуна-Кеттеринга (США), началась с одного пациента — женщины с акральной меланомой, которая лечилась в Центре более десяти лет назад. Клетки ее опухоли имели мутацию в гене CRKL. Эта находка казалась необычной: более известны были точечные мутации в гене BRAF, характерные для подкожной меланомы. Однако другие данные показывали, что в акральных меланомах и меланомах на слизистой оболочке преобладают геномные перестройки — амплификации и делеции участков. Терапевтические подходы, нацеленные на мутации в BRAF, произвели революцию в лечении кожных меланом, в то же время прогноз для других видов меланомы не улучшился.

В новом исследовании ученые секвенировали ДНК злокачественных клеток у ста пациентов с акральной меланомой и 839 пациентов, страдающих от подкожной меланомы. Для этого они использовали платформу MSK-IMPACT, позволяющая секвенировать ДНК «сфокусированно», то есть только в определенных генах. Результаты подтвердили, что в клетках подкожной меланомы чаще всего происходят мутации гена BRAF, акральная же меланома отличается повышенной частотой мутаций, изменяющих копийность определенных генов. И в целом при акральной меланоме мутационный груз ниже, чем при подкожной.

Наиболее часто амплифицируемыми при акральной меланоме оказались гены CRKL и GAB2. Эти гены кодируют белки-онкогены, которые участвуют в активации сигнальных путей MAPK и PI3K, гиперактивированных практически во всех меланомах.

Авторы работы секвенировали РНК 61 образца акральной и 53 образцов подкожной меланомы. Акральная меланома отличалась повышенной экспрессией онкогенов CRKL и GAB2, а также изменениями в экспрессии NF1 и TERT. В случае последних двух генов важнейшими факторами злокачественности были делеция NF1 и активирующие мутации в промоторе TERT.

Исследователи предположили, что повышенная экспрессия генов CRKL, GAB2 и TERT вкупе с подавлением экспрессии или инактивацией гена NF1 отличает акральную меланому от подкожной. Для проверки гипотезы они получили мутантных рыбок данио-рерио, у которых ген NF1 был делетирован, CRKL и GAB2 специфически экспрессировались в меланоцитах, а также экспрессировался ген TERT. Этих рыбок сравнили с модельными данио-рерио, страдающими от подкожной меланомы (у них отсутствовал ген p53 и была мутация в гене BRAF), а также с рыбками дикого типа.

Дальнейшие исследования подтвердили, что ключевой драйверный механизм развития акральной меланомы — повышение копийности CRKL, приводящее к повышенной экспрессии этого гена. Авторы показали, что развитие акральной меланомы возможно при делеции генов GAB2, TERT или NF1, но она никогда не развивается при делеции CRKL.

Кроме того, авторы сравнили меланоциты, располагающиеся в разных анатомических зонах, у человека и рыбы. Оказалось, что у обоих видов меланоциты отличаются позиционной специфичностью. Так, у рыбок с повышенной экспрессией CRKL, моделирующих акральную меланому, по сравнению с моделью подкожной меланомы опухоли чаще развивались на плавниках, а не на туловище. Исследователи установили, что положение меланоцита влияет на его транскрипционный профиль. По-видимому, и у человека повышенный риск развития акральной меланомы на руках и ногах связан с синергическим действием CRKL и активных только в конечностях генах HOX13, которые стимулируют сигнальный путь инсулиноподобного фактора роста. CRKL, в свою очередь, усиливает онкогенный эффект HOX13 и IGF.

Полученные данные указывают на CRKL-ассоциированный сигнальный путь как на возможную терапевтическую мишень для акральной, но не для подкожной меланомы и дополняют общую молекулярную картину этого опасного онкозаболевания.