Czy nadekspresja YAP/TEAD to klucz do oporności na trastuzumab?
Nadekspresja szlaku YAP/TEAD jako kluczowy mechanizm oporności na trastuzumab w nowotworach HER2-dodatnich
Trastuzumab, przeciwciało monoklonalne anty-HER2, stanowi podstawę leczenia nowotworów HER2-dodatnich, w tym raka piersi i żołądka. Pomimo początkowej skuteczności, rozwój oporności na trastuzumab pozostaje istotnym problemem klinicznym. Nowe badanie opublikowane w “Gastric Cancer” dostarcza przekonujących dowodów na rolę szlaku ROR2-YAP/TEAD w rozwoju oporności na trastuzumab oraz identyfikuje potencjalny cel terapeutyczny dla przezwyciężenia tego mechanizmu.
Zaburzenia sygnalizacji receptora ludzkiego naskórkowego czynnika wzrostu 2 (HER2), wynikające z alteracji genetycznych lub nadekspresji poprzez różnorodne mechanizmy biologiczne, ułatwiają neoplastyczną konwersję komórek przednowotworowych i progresję guza. Strategia celowania w HER2 w połączeniu z chemioterapią była standardem leczenia pacjentów z HER2-dodatnim (IHC3+ lub IHC2+ i ISH+) rakiem piersi i rakiem żołądka przez dziesięciolecia, wykazując korzyści w zakresie przeżycia w tej podgrupie pacjentów. Mimo rozwoju nowych leków, w tym koniugatów przeciwciało-lek (ADC) i przeciwciał bispecyficznych, oporność na trastuzumab pozostaje krytycznym problemem ograniczającym długoterminową skuteczność terapii.
Jakie molekularne mechanizmy wywołują oporność?
Badacze zidentyfikowali znaczącą nadekspresję i aktywację szlaku YAP/TAZ w komórkach nowotworowych opornych na trastuzumab (HR). Analizy proteomiczne wykazały zwiększoną fosforylację receptora ROR2 w komórkach HR, co sugerowało dysregulację szlaków sygnałowych poniżej tego receptora. Dalsze badania potwierdziły, że komórki HR wykazują podwyższoną ekspresję YAP, TAZ, TEAD, Wnt5a oraz ROR2, z wyraźną akumulacją jądrową YAP, co wskazuje na wzmożoną aktywację tego szlaku sygnałowego.
Co istotne, zwiększona ekspresja YAP w komórkach HR nie wynikała ze wzmożonej transkrypcji genu, lecz ze zwiększonej stabilności białka. Ligand ROR2, Wnt5a, odgrywał kluczową rolę w tym procesie, indukując stabilizację YAP i zapobiegając jego degradacji proteasomalnej. Badacze wykazali, że zahamowanie ROR2 za pomocą ozuriftamabu blokowało stabilizację YAP zależną od Wnt5a, sugerując, że ROR2 jest niezbędny do przekazywania sygnału Wnt5a i promowania aktywacji YAP.
Czy modele komórkowe i kliniczne potwierdzają te odkrycia?
W badaniu wykorzystano cztery ludzkie linie komórkowe nowotworowe z amplifikacją HER2: linie komórkowe raka żołądka NCI-N87 i SNU-216 oraz linie komórkowe raka dróg żółciowych pochodzące od pacjentów z amplifikacją HER2 (SNU-2670 i SNU-2773). Linie komórkowe oporne na trastuzumab (HR) wyprowadzono z wyżej wymienionych linii. Do oceny funkcjonalnej roli YAP zastosowano szereg metod, w tym immunoblotting, immunofluorescencję, RT-qPCR, testy żywotności komórek, analizę cyklu komórkowego, testy migracji oraz analizy przepływowe.
Analiza kliniczna wykazała istotną korelację między ekspresją YAP a gorszym rokowaniem wyłącznie u pacjentów z HER2-dodatnim rakiem żołądka. Badania immunohistochemiczne na próbkach pochodzących od pacjentów z HER2-dodatnim rakiem żołądka ujawniły podwyższoną ekspresję YAP i TEAD w tkankach nowotworowych pobranych podczas progresji choroby po terapii anty-HER2, w porównaniu do próbek pobranych przed leczeniem.
Czy hamowanie YAP przełamuje oporność na trastuzumab?
Badacze wykazali, że komórki HR są szczególnie wrażliwe na hamowanie YAP. Wyciszenie YAP za pomocą siRNA lub farmakologiczna inhibicja przy użyciu verteporfinu znacząco hamowały proliferację komórek HR, indukowały zatrzymanie cyklu komórkowego w fazie G1 oraz apoptozę. Co więcej, hamowanie YAP uwrażliwiało komórki HR na trastuzumab, prowadząc do bardziej wyraźnych efektów antyproliferacyjnych. Podobnie, leczenie CA3, małą cząsteczką znaną z hamowania aktywności transkrypcyjnej YAP/TEAD, prowadziło do preferencyjnego hamowania wzrostu w komórkach HR z podwyższoną ekspresją YAP, dodatkowo potwierdzając YAP-zależny fenotyp proliferacyjny komórek opornych.
Dalsza analiza wykazała, że deplecja YAP i leczenie verteporfinem osłabiały transkrypcję genów docelowych TEAD, takich jak AREG, CTGF i CYR61, które są związane z różnorodnymi działaniami promującymi nowotwór, w tym zwiększonym potencjałem przerzutowym i proliferacją komórek nowotworowych. Ponadto, deplecja YAP indukowała zatrzymanie cyklu komórkowego w fazie G1, czemu towarzyszyła obniżona regulacja cykliny D, cykliny E i akumulacja p27.
Jednym z najważniejszych odkryć było to, że hamowanie YAP w komórkach HR obniżało ekspresję PD-L1 w sposób zależny od STAT3. Ekspresja PD-L1 była konsekwentnie zwiększona w komórkach HR, a hamowanie YAP znacząco zmniejszało fosforylację STAT3 i produkcję PD-L1, prowadząc do zmniejszonej retencji powierzchniowej tego białka. Ponadto, verteporfin hamował biogenezę egzosomów, w tym egzosomalnego PD-L1, co sugeruje potencjał celowania w YAP w celu tłumienia zależnej od PD-L1 progresji nowotworu i unikania odpowiedzi immunologicznej.
Badania wykazały również, że hamowanie YAP w komórkach HR indukowało immunogenną śmierć komórkową (ICD). Leczenie verteporfinem indukowało ekspozycję powierzchniową kalretikuliny (CRT) i uwalnianie HMGB1 do przestrzeni pozakomórkowej – obu charakterystycznych cech wzorców molekularnych związanych z uszkodzeniami (DAMPs) związanych z ICD. Jednakże, deplecja YAP jednocześnie hamowała pozakomórkowe wydzielanie chemokin Ccl5 i Cxcl10, które są kluczowymi celami interferonów typu I promujących infiltrację guza i aktywację limfocytów T cytotoksycznych.
W eksperymentach ko-hodowli, wstępne traktowanie komórek HR verteporfinem zwiększało liczbę limfocytów T CD4+ i CD8+ w PBMC, wskazując na ich ekspansję. Częstość występowania limfocytów T cytotoksycznych PD-1+ również wzrastała po zahamowaniu YAP w komórkach HR, sugerując aktywację limfocytów T. Wstępna analiza cytometrii przepływowej wykazała ponadto, że komórki HR traktowane verteporfinem zwiększały aktywację i częstość występowania konwencjonalnych komórek dendrytycznych CD14-CD11c+ w PBMC, co sugeruje potencjalną rolę komórek prezentujących antygen w pośredniczeniu w aktywacji limfocytów T.
W modelach in vivo, verteporfin skutecznie hamował wzrost guzów HR bez wywoływania utraty masy ciała związanej z toksycznością. Leczenie verteporfinem prowadziło do obniżenia ekspresji p-STAT3 i PD-L1 w guzie, wraz z YAP i CTGF, podkreślając zdolność verteporfinu do modulowania ekspresji PD-L1 w guzach HR. Analizy immunohistochemiczne wykazały zmniejszoną proliferację komórek nowotworowych (Ki67) i zwiększoną apoptotyczną śmierć komórek (TUNEL) w guzach HR po leczeniu verteporfinem.
Jakie perspektywy kliniczne niosą te badania?
Badanie to dostarcza przekonujących dowodów na kluczową rolę szlaku ROR2-YAP/TEAD w oporności na trastuzumab i identyfikuje ten szlak jako potencjalny cel terapeutyczny. Hamowanie YAP nie tylko osłabia właściwości onkogenne komórek HR i uwrażliwia je na trastuzumab, ale także łagodzi unikanie odpowiedzi immunologicznej przez komórki nowotworowe poprzez regulację w dół ekspresji PD-L1 i indukcję ICD.
Należy zauważyć, że badania na tkankach nowotworowych od pacjentów z HER2-dodatnim rakiem żołądka wykazały podwyższoną ekspresję YAP i TEAD w tkankach pobranych podczas progresji choroby po terapiach celowanych na HER2, jednak wnioski te pochodzą z ograniczonej liczby sparowanych biopsji. Chociaż mała wielkość próby ogranicza możliwość uogólnienia wniosków, wyniki sugerują ważne mechanistyczne powiązanie między osią ROR2-YAP/TEAD a opornością na trastuzumab.
Co istotne, farmakologiczne hamowanie kanonicznych szlaków oporności na trastuzumab – w tym Src, PI3K/AKT, JAK-STAT i MEK/ERK – nie hamowało ekspresji YAP ani nie zapobiegało jego lokalizacji jądrowej w komórkach HR. Dane te sugerują, że aktywacja YAP może zachodzić niezależnie od tych konwencjonalnych szlaków i podkreślają potencjał hamowania YAP jako mechanistycznie odrębnej i wzajemnie wykluczającej się strategii terapeutycznej dla przezwyciężenia oporności na trastuzumab.
Wyniki te sugerują, że analiza immunohistochemiczna YAP w guzie może służyć jako potencjalny biomarker i narzędzie diagnostyczne do optymalnego doboru pacjentów z guzami HR. Przyszłe badania powinny koncentrować się na większych kohortach pacjentów i szczegółowych badaniach mechanistycznych, aby zwalidować i rozszerzyć te odkrycia, ostatecznie poprawiając strategie terapeutyczne dla pacjentów z HER2-dodatnimi nowotworami opornymi na trastuzumab.
Podsumowanie
Badanie opublikowane w “Gastric Cancer” ujawniło kluczową rolę szlaku ROR2-YAP/TEAD w rozwoju oporności na trastuzumab w nowotworach HER2-dodatnich. W komórkach opornych na trastuzumab zaobserwowano znaczącą nadekspresję i aktywację szlaku YAP/TAZ, co było związane z podwyższoną ekspresją białek YAP, TAZ, TEAD, Wnt5a oraz ROR2. Badania wykazały, że hamowanie YAP za pomocą różnych metod (siRNA, verteporfin, CA3) skutecznie uwrażliwiało komórki na trastuzumab i hamowało ich proliferację. Co więcej, inhibicja YAP prowadziła do obniżenia ekspresji PD-L1 i indukcji immunogennej śmierci komórkowej, sugerując potencjalne korzyści immunologiczne. Wyniki badań klinicznych potwierdziły korelację między ekspresją YAP a gorszym rokowaniem u pacjentów z HER2-dodatnim rakiem żołądka, wskazując na możliwość wykorzystania YAP jako biomarkera i potencjalnego celu terapeutycznego w leczeniu oporności na trastuzumab.
