Устойчивость нейробластомы к терапии определяется сигналами факторов роста

Одним из наиболее успешных подходов к терапии нейробластомы является применение ингибиторов мультикиназ, однако зачастую раковые клетки вырабатывают механизмы устойчивости к ним. Российские ученые из Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта и других организаций установили, что устойчивость клеток нейробластомы к терапии связана с передачей сигналов факторов роста. Они создали математическую модель для предсказания эффективности терапии ингибиторами киназ в каждом конкретном случае нейробластомы и предложили новый перспективный подход к терапии нейробластомы. Результаты опубликованы в журнале Oncogene.

Чтобы выяснить причины резистентности, авторы работы проанализировали транскриптномные данные по 1 189 образцам нейробластомы из открытых баз. Клетки нейробластомы зависят от сигнальных путей факторов роста, поэтому в фокусе были гены, связанные с этим сигналингом. Ученые выяснили, что по уровню экспрессии ряда внутриклеточных киназ и их рецепторов можно выделить несколько подтипов нейробластомы. Дальнейший анализ показал, что наиболее важными с точки зрения прогноза являются 48 генов, кодирующих киназы и рецепторы. С помощью машинного обучения авторы работы построили модель, которая предсказывает успешность лечения на основе данных по экспрессии ключевого набора из 48 генов.

На следующем этапе ученые сравнили активности определенных сигнальных путей в опухолях, плохо поддающихся лечению, и опухолях с благоприятным прогнозом. Они использовали транскриптомные данные по 60 образцам нейробластомы, полученным из НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева. Оказалось, что в клетках опухолей с плохим прогнозом наблюдается повышенная активность сигнальных путей, запускаемых ростовыми факторами, такими как эритропоэтин (EPO) и фактор роста нервов (NGF), а также сигнальный путь MAPK/ERK. Более того, как показали дальнейшие исследования, именно активность этих сигнальных путей связана с развитием у клеток резистентности к ингибиторам киназ. При этом блокирование активности киназы ERK с помощью специальных ингибиторов позволяет нивелировать действие эритропоэтина и NGF, обеспечивающее опухоли устойчивость к терапии мультикиназными ингибиторами. Авторы исследования надеются, что сочетание ингибиторов ERK с мультикиназными ингибиторами может стать новым высокоэффективным подходом для терапии нейробластомы.

На вопросы PCR.NEWS ответили авторы статьи Тимофей Лебедев и Эльмира Вагапова (Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта).

Входит ли терапия ингибиторами ERK в стандартную схему лечения нейробластомы? Если нет, то как возникла идея комбинировать ингибиторы ERK с мультикиназными ингибиторами?

Нет, ингибиторы ERK при терапии нейробластомы в настоящее время не применяют. Мы сделали анализ сигнальных путей по транскриптомам 60 больных нейробластомой, для которых был известен исход терапии (ответ/отсутствие) и наличие/отсутствие метастазов. Далее мы посмотрели, активность каких сигнальных путей повышена у больных, не ответивших на терапию и с метастазами. Оказалось, что к числу таких путей относятся пути факторов роста EPO, NGF, HGF и MAPK. Мы проверяли действие ростовых факторов на клетках в культуре и увидели, что они снижают эффективность ингибиторов киназ, однако механизм этого влияния был неизвестен. Мы воспользовались репортерной системой ERK-KTR и показали, что активация ERK положительно коррелирует с выживанием.

Расскажите подробнее, как работает репортерная система ERK-KTR?

Основу этой системы составляет белок-биосенсор, обозначаемый как Kinase Translocation Reporters (KTR). KTR состоит из сайта посадки киназы ERK, сшитого с сигналом ядерной локализации и сигналом экспорта из ядра, а также зеленым флуоресцентным белком Clover. Когда киназа ERK активна, она фосфорилирует свой сайт посадки, и KTR переходит из ядра в цитоплазму, следовательно, зеленый сигнал флуоресценции также переходит в цитоплазму. Для каждой клетки рассчитывается соотношение сигнала в ядре и цитоплазме, что и соответствует активности киназы ERK в ней.

Планируете ли вы проверять эффективность вашей стратегии терапии нейробластомы на мышиной модели?

Планируем, но пока мы не располагаем ресурсами для этого.