Этим летом произошла революция в терапии меланомы. Пациенты, чьи очаги меланомы содержат мутацию в гене BRAF, успешно лечились специфическим ингибитором BRAF, PLX4032. В отчетах об испытании препарата описывалось уменьшение размеров опухолей и улучшение здоровья. Однако через семь месяцев после начала терапии опухоли вернулись и возобновили рост. Теперь ученые из Института Вистар объясняют, почему: опухоль учится передавать сигналы вокруг заблокированного гена, регулируя свою молекулярную проводку. Они также показывают, как преодолеть сопротивление, одновременно воздействуя на несколько сигнальных путей.
Исследователи видят в этом еще одно доказательство того, что некоторые виды рака необходимо лечить несколькими целевыми лекарствами в начале лечения. Их результаты опубликованы в выпуске журнала Cancer Cell от 14 декабря.
"Данные свидетельствуют о том, что нацеливание на мутантный BRAF может убивать раковые клетки, но одного этого недостаточно, чтобы прикончить меланому," сказал Минхард Херлин, D.V.M., D.Sc., директор Исследовательского центра меланомы Института Вистар и руководитель программы Вистар по молекулярному и клеточному онкогенезу. "Хорошей новостью является то, что разрабатываются препараты для работы в сочетании с ингибиторами BRAF, что, как ясно показывают наши данные, является нашим лучшим вариантом, если мы намерены победить запущенную меланому."
Меланома – самая смертоносная и агрессивная форма рака кожи. В то время как хирургическое лечение ранней меланомы приводит к 90% излечению, продвинутая меланома, как известно, устойчива к химиотерапии и имеет тенденцию к метастазированию или распространению по всему телу. По данным Всемирной организации здравоохранения, случаи заболевания продолжают расти, что помогло стимулировать исследования таких методов лечения, как ингибиторы BRAF.
Чтобы изучить, как меланома реагирует на ингибиторы BRAF, лаборатория Herlyn взяла клетки меланомы с мутацией BRAF и проверила их против различных антимутантных препаратов BRAF. При воздействии лекарств клетки резко отмирают, чтобы снова расти. Фактически, клетки, которые стали устойчивыми к одному типу препарата BRAF, стали устойчивыми ко всем из них, что позволяет предположить, что клетки были биохимически устойчивыми "переделан" Таким образом, они больше не нуждались в BRAF для образования опухолей.
"Клетки – это сложные механизмы, которые работают, по сути, через цепочки биохимических реакций, которые мы называем сигнальными путями," сказала Джесси Вильянуэва, доктор философии.D., старший автор исследования и научный сотрудник лаборатории Херлина.
"Выключение мутанта BRAF закрывает основной путь, но если некоторые клетки могут использовать альтернативный путь, они могут выжить."
Чтобы выяснить, какие альтернативные пути используют устойчивые к лекарствам клетки, Вильянуэва и ее коллеги искали признаки повышенной активации среди белков на путях, используемых BRAF, а также других путях.
Их охота открыла два пути, которые работали вместе, чтобы помочь выживанию. Во-первых, они обнаружили, что устойчивые клетки используют белок, похожий на BRAF, для передачи сигнала вниз по цепи. Во-вторых, они обнаружили, что эти клетки получили дополнительный импульс от рецептора IGF-1, белка, который находится на поверхности клеток и посылает сигналы, предотвращающие гибель клеток. Устойчивые клетки перенаправляют сигнал вокруг BRAF, переключаясь на альтернативный белок (CRAF или ARAF), который способствует росту опухолевых клеток, в то время как передача сигналов IGF-1R способствует выживанию устойчивых клеток.
К счастью, в клинической разработке находится ряд соединений, которые могут блокировать сигналы по обоим этим путям. Так называемые ингибиторы MEK нацелены на белок по тому же пути, что и BRAF, и ингибиторы рецептора IGF-1 (и ингибиторы P13K, белка, который может быть активирован путем пути рецептора IGF-1) блокируют сигнал выживания, способствующий развитию рака. Для тестирования этих комбинаций лекарств на клетках, устойчивых к ингибитору BRAF, лаборатория Herlyn использовала инструмент, который они разработали для моделирования реальной среды человеческих клеток: трехмерные опухолевые сфероиды меланомы. Их трехмерные культуры тканей позволяют клеткам меланомы расти во всех направлениях, так же как новая опухоль меланомы будет расти после метастазирования. Как и предполагалось, комбинация этих двух ингибиторов убивала устойчивые к BRAF клетки меланомы в модели Wistar 3-D.
Кроме того, лаборатория Herlyn подтвердила на образцах тканей пациентов в исследовании PLX4032, взятых как до лечения, так и после того, как у них развилась резистентность, что повышенная экспрессия рецептора IGF-1 связана с резистентностью к ингибиторам BRAF. Ни в одной из проанализированных лабораторных клеточных линий или образцов опухоли пациента после рецидива не было новых мутаций в генах BRAF, NRAS или c-Kit.
Кроме того, исследователи отметили связь между потерей супрессора опухолей, называемого PTEN, и устойчивостью к ингибиторам BRAF в клеточных линиях меланомы. Ученые обнаружили, что рецидивная опухоль одного пациента, включенного в исследование, потеряла ген PTEN, хотя он присутствовал до лечения. Эти данные свидетельствуют о том, что потеря PTEN может быть дополнительным способом повышения устойчивости клеток меланомы к ингибиторам BRAF. Группа Wistar продолжает исследовать эти и другие механизмы устойчивости, поскольку они ожидают, что некоторые из них, вероятно, возникнут, учитывая гетерогенную природу меланомы.
"Опухоли являются эффективными двигателями эволюции – они найдут способ обойти большинство методов лечения, поэтому мы хотим убить все злокачественные клетки с самого начала," сказал Вильянуэва. "Нацеливаясь на оба пути одновременно, вы поражаете эти клетки двумя ударами, от которых они не могут восстановиться."
"Если вы сделаете это в начале лечения, мы полагаем, это предотвратит выживание меланомы и, как мы надеемся, улучшит результаты лечения пациентов," Вильянуэва добавил.