Устойчивость нейробластомы к терапии определяется сигналами факторов роста

Российские исследователи установили, что устойчивость клеток нейробластомы к ингибиторам протеинкиназ определяется экспрессией генов, связанных с сигнальными путями факторов роста и киназы ERK. Они предполагают, что сочетание ингибиторов киназы ERK с мультикиназными ингибиторами может стать новой высокоэффективной стратегией для терапии нейробластомы.

Клетки нейробластомы.
Credit:  vshivkova | 123rf.com

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.

Источник

Lebedev, T., Vagapova, E., Spirin, P. et al. Growth factor signaling predicts therapy resistance mechanisms and defines neuroblastoma subtypes. // Oncogene, 2021, DOI: 10.1038/s41388-021-02018-7

Добавить в избранное

Вам будет интересно