Elementy signálních drah - cíle protinádorové terapie

Elementy signálních drah
–
cíle protinádorové terapie
Martin Pešta, Ondřej Topolčan
Department of Internal Medicine II, Faculty of Medicine in Pilsen,
Charles University in Prague, Czech Republic
Cílená protinádorová terapie

Přežití nádorových buněk je téměř zcela závislé na patologické aktivaci
signálních drah:
- vedoucích k proliferaci
- chránících maligní klon před apoptózou

Při zvětšení celkového objemu proliferujících nádorových buněk nad
přibližně 1 mm3 dochází k indukci tvorby cévního zásobení
Cílená terapie na:
1) Inhibici růstu nádoru

2) Inhibici angiogeneze a metastazování (mikroprostředí nádoru)
Cílená protinádorová terapie
Podmínka vyvinutí cílených terapeutik:
1) Nalezení klíčové genetické aberace (aberací)………………….biomarker

2) Objevení či syntéza cílených terapeutik vůči této aberaci
- maximální on-target efekt
- minimální of-target efekt
Cílená terapeutika

Cílené terapie
chemoterapie
biomarker
- biomarker predikuje účinnost léčby resp. přítomnost aberace nebo deregulováné dráhy
proti, které je zacílena terapie
Genetické aberace

Dominantní mutace protoonkogenů
1, změny ve struktuře genu → syntéza abnormálního genového
produktu (onkoproteinu)
bodové mutace, delece, translokace
2, změny ovlivňující regulaci genové exprese →nepřiměřená produkce
strukturně nezměněné formy normálního proteinu podporující růst
inzerce retrovirů se silnými retrovirovými promotory
genové amplifikace – abnormální transkripci
Genetické aberace



Jako onkogeny mohou působit kvantitativně nebo kvalitativně
změněné exprese genů:
Růstových faktorů (EGF)
Receptorů pro růstové faktory (EGFR)
-karcinomy plic, močového měchýře, GIT

Přenašečů signálů vázaných na membránu (Kras, Hras)
- 10-20% všech lidských nádoru

Cytoplazmatických přenašečů signálů

Jaderných transkripčních faktorů
Cíle léčby


Růstove faktory (EGF)
Receptory pro růstové faktory (EGFR)
-karcinomy plic, močového měchýře, GIT

Přenašeče signálů vázané na membránu (Kras, Hras)
- mutované u 10-20% všech lidských nádoru

Cytoplazmatické přenašeče signálů

Jaderné transkripční faktory
Hlavní signální dráhy
Pavel Klener, Pavel Klener jr.: Nová protinádorová léčiva a léčebné strategie v onkologii (Grada Publishing)
Cílená protinádorová terapie

S cílem vyřadit aberantně aktivované RTK byly vyvinuty dvě odlišné
terapeutické strategie
– monoklonální protilátky zacílené na mitogen nebo extracelulární receptorovou
část RTK
– nízkomolekulární tyrozinkinázové inhibitory (TKI) blokující intracelulární
tyrozinkinázovou doménu RTK
monoklonální protilátky zacílené na mitogen
Blokace aktivace receptoru
Neutralizace ligandu anti-VEGF bevacizumab (Avastin, humanizovaná MoAb)
Kombinace MoAb a chemoterapie
monoklonální protilátky zacílené na
extracelulární receptorovou část RTK
Blokace aktivace receptoru
Vazba na extracelulární doménu: antagonistické MoAb
anti-EGFR/ERBB1/HER1 cetuximab (Erbitux, chimerická MoAb)
anti-ERBB2/HER2/NEU trastuzumab (Herceptin, humanizovaná MoAb)
CP-721871 MoAb antagonista IGFR
AMG-102 MoAb antagonista MET/HGFR
Často kombinace MoAb a chemoterapie
Inhibice receptorových tyrozinkináz



Receptory s vnitřní tyrozinkinázovou aktivitou (RTK): za normálních
podmínek se na receptory váží růstové faktory – mitogeny – produkované
různými buňkami mikroprostředí→ aktivace
V nádorové buňce → mutace → propagace aberantního proliferačního
signálu nezávislého na přítomnosti růstového faktoru (ligand-independent
signaling)
Nízkomolekulární tyrozinkinázové inhibitory (TKI) blokující intracelulární
tyrozinkinázovou doménu RTK
Inhibice receptorových tyrozinkináz
Rodina receptorů EGFR/ERBB/HER
EGFR/ERBB1/HER1 ligandy: EGF (TNFa) → dimerizace → autoaktivace
fosforilací C-term. částí receptoru → dokovací místa proteinů s SH2
doménou
 nízkomolekulární tyrozinkinázové inhibitory (TKI) blokující intracelulární
tyrozinkinázovou doménu RTK
 gefitinib (Iressa) a erlotinib (Tarceva) léčba NSCLC
 lapatinib (Tyverb) léčba karcinomu prsu
ERBB2/HER2/NEU
 lapatinib (Tyverb) léčba NSCLC
Inhibice TK domén všech receptorů rodiny
EGFR/ERBB/HER
erlotinib
Inhibice receptorových tyrozinkináz
Rodina receptorů IGFR
IGFR (IGF-1R) ligand IGF1, aberantní mitogenní stimulace u řady malignit
 TKI inhibitor XL-228 klinické testování
PDGFRA a PDGFRB
 Klinicky používaný TKI imatinib
MET/HGFR
 TKI XL-880 ve fázi klinického testování
Inhibice proteinů RAS
Rodina RAS (Rous adenosarcom) proteinů: HRAS (Harvey), KRAS(Kirsten),
NRAS(neuroblastoma)
- převod signálů z b. receptorů na downstream efektorové molekuly PTK
- známa více než desítka downstream efektorových molekul proteinu RAS
- mutace RAS → aberantní aktivace
- dominantní úlohu při maligní transformaci
 Salirasib (kyselina trans-farnesylthiosalicylová) brání všem izoformám vazbě
na membránu, fáze klinických zkoušek u karcinomu pankreatu, NSCLC,
kolorektálního karcinomu
van Krieken et al. (2008) KRAS mutation testing for predicting response to anti-EGFR therapy for colorectal
carcinoma: proposal for an European quality assurance program. Virchows Arch 453:417
Inhibice signální dráhy RAF-MEK-ERK





Aktivovaná RAS proteinem
Signální dráha – mitogenem aktivovaných protein kináz (MAPK)
RAF-MEK-ERK (RAS-associated factor, mitogen-activated protein kinase
ERK kinase 1, extracellular signal-related kinase)
Aktivní ERK jsou translokovány do jádra → ovlivňují funkci transkripčních
faktorů (MYC, JUN)
Aktivovány geny se účastní:
angiogeneze, motility, adhezivity
Pavel Klener, Pavel Klener jr.: Nová protinádorová léčiva a léčebné strategie v onkologii (Grada Publishing)
Inhibice signální dráhy RAF-MEK-ERK
BRAF (RAS-associated factor)
- Mutován u 60-70% maligních melanomů, méně často
kolorektálníchkarcinomů
- Je známo více než 30 mutací aktivujících BRAF
Sorafenib (Nexavar) – multikinázový inhibitor ARAF/RAF1, BRAF, VGFR2,
VGFR3 a PDGFR
- Používán k léčbě pokročilých forem karcinomu ledviny a u karcinomů jater

Inhibice signální dráhy RAF-MEK-ERK
MEK (mitogen-activated protein kinase ERK kinase)
 PD0325901 a AZD-6244 – specifické inhibitory MEK (MEK1, MEK2)
- Klinicky testovány
Inhibice signální dráhy PI3K-AKT-mTOR



Lipidová kináza PI3K (phosphatidyl-ïnositol-3-kinase)
Integruje rozličné mitogenní stimuly vnějšího prostředí→
- buněčný růst, progrese buněčným cyklem
- regulace buněčné motility, apoptózy
PI3K-AKT-mTOR aberantně konstitutivně aktivována u karcinomu plic,
Prostaty ovária, pankreatu, B-NHL
Patologickou aktivaci způsobují: delece PTEN, mutace nebo amplifikace
katalytické podjednotky PI3K, amplifikace AKT, overexprese HSP90, TCL
také - aberantní aktivace molekul lokalizovaných upstream od PI3K
Inhibice signální dráhy PI3K-AKT-mTOR
Pavel Klener, Pavel Klener jr.: Nová protinádorová léčiva a léčebné strategie v onkologii (Grada Publishing)
Inhibice signální dráhy PI3K-AKT-mTOR
Inhibitory PI3K (phosphatidyl-ïnositol-3-kinase)
 Wortmannin, LY294002 – pro špatnou rozpustnost, toxicitu a nízkou stabilitu
nedosáhly klinického testování
 PI103, XL-765 – ve stádiu preklinického testování
Inhibitory AKT
 Perifosin – přímý inhibitor AKT- blokuje translokaci AKT k buněčné
membráně → inhibice downstream signalizace
- Při klinickém testování bez signifikantního protinádorového efektu
- Projevila se též řada nežádoucích účinků
 PIA – inhibitor blokující PH doménu AKT
- Stádium preklinického testování
Inhibice signální dráhy PI3K-AKT-mTOR
Inhibitory mTOR (mammalian target of rapamicine)
- Inhibice mTOR je nejdéle používaným přistupem inhibice PI3K-AKT-mTOR
signální dráhy
- analoga rapamycinu
Temsirolimus
- Klinicky používán k léčbě pokročilého karcinomu ledvin

Everolimus (AP-23573), ridaforolimus (AP-23573) a zotarolimus (Endeavor)
- Testují se u řady solidních tumorů

Děkuji za pozornost.