Propuesta de estrategias terapéuticas combinadas para KRAS en cáncer de pulmón de células no pequeñas a partir de análisis in silico
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Daniela Chapilliquen Ramírez
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Juan Faya Castillo
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Richard Zapata Dongo
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Brenda Moy Diaz
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Stefany Infante Varillas
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[1] Universidad de Piura
Universidad de Piura
Piura, Perú
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- Localización: Horizonte médico, ISSN-e 2227-3530, ISSN 1727-558X, Vol. 24, Nº. 2, 2024 (Ejemplar dedicado a: Abril-Junio)
- Idioma: español
- Títulos paralelos:
- Proposal of combined therapeutic strategies for KRAS in non-small cell lung cancer based on an in silico analysis
- Enlaces
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Resumen
- español
Objetivo: Los pacientes con cáncer de pulmón de células no pequeñas positivas a la mutación del gen linfoma anaplásico quinasa (ALK+) que, además, presentan mutaciones en el gen Kirsten rat sarcoma (KRAS), como KRASG12C, están mostrando resistencia tanto a inhibidores del gen linfoma anaplásico quinasa (ALK) como de KRAS. Por ello, se analizó la interacción de los inhibidores de ALK con KRAS, para sugerir una sinergia entre ambos. Materiales y métodos: En el estudio se realizó un modelado por homología de las estructuras KRASwt, KRASG12C y ALKwt. Posteriormente, se realizaron acoplamientos moleculares para determinar la energía de unión de los inhibidores de ALK y de KRAS, y evaluar la posible interacción entre los inhibidores de ALK con KRAS y la estructura KRASG12C. Finalmente, se analizó la expresión en la vía de proliferación celular de las proteínas rat sarcoma/quinasa regulada por señales extracelulares (vía RAS/MEK) mediante la técnica de Western blot. Resultados: Los valores de energía de unión muestran la posibilidad de interacción de los inhibidores de ALKwt, como crizotinib y alectinib, con las estructuras de KRASwt y KRASG12C. Los acoplamientos entre crizotinib con KRASwt y KRASG12C, respectivamente, muestran valores de energía de interacción (42,77 kcal/mol y 46,20 kcal/mol) muy similares a los obtenidos entre crizotinib y ALK (42,37 kcal/mol). A su vez, alectinib se acopló en el mismo sitio que los fármacos específicos de KRAS y KRASG12C, y presentaron valores de energía de interacción (51,74 kcal/mol y 54,69 kcal/mol, respectivamente) superiores a los obtenidos con ALK (44,94 kcal/mol). Finalmente, la expresión de la vía RAS/MEK nos mostró una disminución significativa de la expresión de RAS en líneas celulares de cáncer de pulmón ALK+ y ALKL1196M tratadas con crizotinib y alectinib. Conclusiones: Las técnicas in silico de este estudio muestran la posibilidad de acoplamiento entre los inhibidores de ALK (crizotinib y alectinib) con la estructura de KRAS. Esto permite sugerir una posible terapia combinada entre inhibidores de KRAS y ALK para los casos de coexistencia de ambas mutaciones, que puede evaluarse en posteriores ensayos con líneas celulares.
- English
Objective: Patients with non-small cell lung cancer positive for the anaplastic lymphoma kinase (ALK+) gene mutation who also have mutations in the Kirsten rat sarcoma (KRAS) gene, such as KRAS G12C, are showing resistance to both anaplastic lymphoma kinase (ALK) gene and KRAS inhibitors. Therefore, the interaction between ALK inhibitors and KRAS was analyzed to suggest a synergy between them. Materials and methods: The study performed homology modeling of the KRASwt, KRAS G12C and ALKwt structures. Subsequently, molecular dockings were carried out to determine the binding energy of ALK and KRAS inhibitors and to evaluate the possible interaction of ALK inhibitors with KRAS and the KRAS G12C structure. Finally, the expression in the RAS/MEK pathway was analyzed using the Western Blot technique. Results: The binding energy values show the potential interaction of ALKwt inhibitors, such as crizotinib and alectinib, with the KRASwt and KRAS G12C structures. The binding of crizotinib to KRASwt and KRAS G12C, respectively, indicates interaction energy values (42.77 kcal/mol and 46.20 kcal/mol) which are very similar to those obtained between crizotinib and ALK (42.37 kcal/mol). In turn, alectinib bound to the same site as drugs targeting KRAS and KRAS G12C, and showed interaction energy values (51.74 kcal/mol and 54.69 kcal/mol, respectively) higher than those obtained with ALK (44.94 kcal/mol). Finally, a significant decrease in RAS expression within the RAS/MEK pathway was observed in ALK+ and ALK 1196M lung cancer cell lines treated with crizotinib and alectinib. Conclusions: In silico techniques of this study demonstrate the potential binding of ALK inhibitors (crizotinib and alectinib) to the KRAS structure. In addition, this allows suggesting a possible combined therapy between KRAS and ALK inhibitors for cases of coexistence of both mutations that can be assessed in subsequent trials with cell lines.
- español
