Раскрыт механизм специфической реакции на таргетную терапию пациентов с мутациями в гене KRAS

Пациенты с колоректальным раком, имеющие мутацию G13D в гене KRAS, чаще отвечают на таргетную терапию, блокирующую рецептор эпидермального фактора роста EGFR, нежели носители других мутаций в KRAS. Группа ученых из институтов Ла-Хольи и Сан-Франциско (США, штат Калифорния) выяснила, в чем причина. Для получения информации использовали не только эмпирический способ, но и компьютерную модель, имитирующую все биохимические взаимодействия.

Изображение:

ГТФаза, кодируемая геном KRAS

Credit: molekuul_be | Shutterstock.com

Около 40% пациентов с колоректальным раком имеют мутации в гене KRAS в опухолевых клетках. RAS — семейство ферментов, гуанозин-трифосфатаз (KRAS, HRAS, NRAS), которые являются ключевыми участниками в сигнальном пути EGFR. Сигналы, передающиеся от RAS к их эффекторам, таким как семейство киназ RAF, в норме напрямую зависят от взаимодействия с EGFR и опухолевым супрессором нейрофибромином (NF1). В случае KRAS-мутантов активация эффекторов RAS, а, следовательно, и пролиферация клеток возможна путем, не зависимым от EGFR. Поэтому терапия, основанная на ингибировании EGFR антителами цетуксимаб и панитумумаб, не имеет эффекта на людей с мутациями в KRAS. Однако в этом правиле есть исключение — мутация KRAS G13D. Носители этой мутации остаются восприимчивыми к терапии, а, следовательно, по той или иной причине KRAS активируется по-прежнему EGFR-зависимым путем.

В актуальной статье исследователи использовали математическую компьютерную модель, имитирующую не только поведение всего сигнального пути в клетках дикого типа, но и учитывающую то, как различные мутанты KRAS ведут себя при ингибировании этого пути. Для проверки гипотез использовали 648 различных комбинаций RAS мутаций. Модель смогла предсказать уменьшение уровня внеклеточной сигнально-регулируемой киназы при ингибировании сигнального пути в клетках дикого типа и G13D мутантах, не наблюдаемое в других мутантах. Это смогли подтвердить экспериментально на изогенной клеточной линии, полученной из линии SW48 колоректального рака. В различных клеточных линиях наблюдали уменьшение пролиферации и ERK-фосфорилирования у G13D мутантов и дикого типа при нокдауне EGFR пути, у иных мутантов по KRAS ничего подобного не наблюдалось.

Как модель, так и эксперименты подтвердили различия в активации RAS в присутствии и отсутствии цетуксимаба между дикими типом, G13D мутантом и остальными мутантами по KRAS. Значительное уменьшение ГТФ-связанных HRAS и NRAS наблюдалось только у клеток дикого типа и G13D мутантов. Также модель и эксперименты подтвердили ослабленное связывание G13D мутантами опухолевого супрессора NF1.

Исходя из полученных данных, ученые предположили, что мутант G13D KRAS не способен произвести активацию RAS через соревновательное ингибирование NF1 по причине слабого связывания с NF1, что, в свою очередь приводит к зависимости от EGFR-сигнального пути. Гипотезу подтвердили эксперименты на клеточных линиях.

Разница в активации RAS имеет принципиальное значение как для понимания механизма работы терапии для KRAS-мутантов, так для дальнейших исследований мутантов по этим генам, утверждают исследователи.

Источник

Thomas McFall et al. // A systems mechanism for KRAS mutant allele–specific responses to targeted therapy // Science Signaling,  24 Sep 2019:Vol. 12, Issue 600, eaaw8288,
DOI: 10.1126/scisignal.aaw8288

Добавить в избранное

Вам будет интересно