Когда исследователи вызвали мутант Kras, чтобы стимулировать рост рака поджелудочной железы у мышей, а затем выключили его, группа рецидивирующих опухолей выросла независимо от мутанта Kras, зависящего от другого онкогена.«Сейчас прилагаются большие усилия, пытаясь найти способы нацелить Kras или некоторые из нижестоящих целей, которые он активирует», — сказал со-ведущий автор Хаоцян Инь, доктор философии, доцент кафедры молекулярной и клеточной онкологии. «Важно понимать, как Kras-зависимые опухоли могут развиваться в ответ на таргетную терапию».Команда обнаружила, что некоторые рецидивирующие опухоли были полностью независимы от мутанта Kras и вместо этого полагались на передачу сигналов через другой известный онкоген, называемый Yap1.Помимо открытия механизма устойчивости для Kras-зависимых опухолей, команда обнаружила, что опухоли, зависимые от Yap1, напоминают определенный тип опухоли поджелудочной железы, который обеспечивает плохой прогноз для пациентов, у которых она есть.
«Рак поджелудочной железы остается неизлечимым заболеванием с ограниченными терапевтическими возможностями», — сказал старший автор исследования Рон ДеПиньо, доктор медицинских наук, президент и профессор биологии рака. «Выявление и проверка ключевых целей в точных модельных системах представляет собой важный первый шаг на пути к тому, чтобы в конечном итоге предоставить нашим пациентам значимые методы лечения».Аденокарцинома протока поджелудочной железы является одним из самых смертоносных видов рака: только 6,7% пациентов выживают в течение пяти лет. По оценкам Национального института рака, в 2014 году будет диагностировано 46 420 новых случаев заболевания, и примерно 39 590 человек умрут от этого заболевания.
Мутации, активирующие Kras, присутствуют в большинстве случаев рака поджелудочной железы у человека. Эксперименты на мышах, в том числе работа ДеПиньо, Инь и его коллег, продемонстрировали критическую роль этих мутаций в инициации и прогрессировании опухоли.Включение и выключение KrasДля проведения исследования команда использовала генетически модифицированную мышиную модель индуцибельного Kras-зависимого рака поджелудочной железы, разработанную в лаборатории Де Пиньо, когда он работал в Институте рака Дана-Фарбер в Бостоне.
У мышей есть версия Kras, которую можно включить, лечив их доксициклином, антибиотиком, и только тогда, когда это происходит, развивается рак поджелудочной железы. Опухоли развиваются быстро, а затем начинают регрессировать через 24 часа после прекращения лечения доксициклином.В течение трех недель после прекращения приема доксициклина опухоли полностью регрессировали у всех 28 мышей.
Затем у 20 мышей случился рецидив от девяти до 47 недель спустя. Рецидивирующие опухоли характеризовались агрессивным заболеванием, включая распространение на легкие или печень у 15 мышей.
Половина рецидивирующих опухолей имела повторную экспрессию индуцибельного трансгена Kras, в то время как другая половина не имела признаков онкогена или активации связанных с ним молекулярных путей.Если не Крас, то Яп1
Чтобы определить движущий молекулярный механизм для не рецидивирующих опухолей Kras, команда провела анализ для выявления вариаций числа копий генов в опухолях.«Единственным усиленным геном был Yap1, что имело смысл, потому что это известный онкоген», — сказал со-ведущий автор Авниш Капур, доктор философии, научный сотрудник по геномной медицине, проводивший анализ.
Функциональные исследования, проведенные Вантонг Яо, доктором философии, также докторантом в области геномной медицины, подтвердили это открытие.Yap1-амплифицированные рецидивирующие опухоли уменьшались, когда экспрессия Yap1 подавлялась с помощью РНК-интерференции. Экспрессия Yap1 у Kras-зависимых мышей подавляла регрессию опухоли и поддерживала рост опухоли после отмены доксициклина
Картирование пути Yap1Yap1 участвует в транскрипции гена — активации генов белками, которые связываются с ДНК гена в его промоторной области, — но сам не связывается с ДНК.
В качестве соактиватора он действует через другие факторы транскрипции.Благодаря объективному и молекулярному анализу в масштабе генома исследователи обнаружили, что Yap1 образует комплекс с Tead2, одним из своих известных партнеров, а затем работает с E2F, другим фактором транскрипции. Вместе они активируют клеточный цикл и программу репликации ДНК для поддержки выживания и роста опухоли.
«Когда Крас выключен, Yap1 может воссоздать эту программу транскрипции, включающую клеточный цикл и механизм репликации ДНК, который обычно контролируется Красом», — сказал Яо.Yap1 и опухоли человекаНедавняя классификация рака поджелудочной железы, основанная на профилях транскрипции генов, определила подтип, который не зависит от Kras.
Эти так называемые квазимезенхимальные опухоли имеют неблагоприятный прогноз.Команда подтвердила, что Yap1 высоко экспрессируется в этих линиях опухолевых клеток и что подавление Yap1 подавляет пролиферацию этих клеток.
Известно, что Yap1 участвует в пролиферации клеток, клеточном превращении, известном как переход эпителия в мезенхиму, инвазии и метастазировании рака, и было обнаружено, что он усиливается при раке печени, плоскоклеточного рака полости рта и пищевода, а также при медуллобластоме.В то время как Yap1 вызывает рецидив и прогрессирование опухоли, по словам Капура, данные показывают, что его недостаточно для первоначального формирования рака поджелудочной железы.Yap1, как и Kras, в настоящее время не является мишенью для лекарств.
Исследователи отмечают, что небольшие молекулы, нацеленные на Yap1, остановили прогрессирование рака печени на мышиной модели и в конечном итоге могут оказаться эффективными при Yap1-зависимом раке. Клинические испытания этого подхода пройдут через несколько лет.Будущие исследования команды включают понимание роли Yap1 в квазимезенхимальном раке поджелудочной железы и изучение потенциальных сигнальных связей между Kras и Yap1.
Они также будут искать дополнительные механизмы для опухолей, чтобы избежать зависимости от Краса, такие как активация путей других факторов роста, сказал Ин. «Характеристика этих путей может выявить другие потенциальные терапевтические цели для этой страшной болезни».