RAF1 as therapeutic target in Non-Small Cell Lung Cancer
Author
Sanclemente Cidón, ManuelEntity
UAM. Departamento de Bioquímica; Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO)Date
2020-07-10Subjects
Pulmones - Cáncer - Aspectos genéticos - Tesis doctorales; Biología y Biomedicina / BiologíaNote
Tesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Medicina, Departamento de Bioquímica. Fecha de lectura: 10-07-2020Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 10-01-2022
Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.
Abstract
In genetically engineered mouse models of KrasG12V-driven lung adenocarcinoma, genetic
elimination of RAF1 has been demonstrated to prevent tumor development. However, this
therapeutic benefit needed to be validated in completely formed tumors. In this thesis, we have
reported that ablation of RAF1 in advanced KrasG12V/Trp53KO lung adenocarcinomas leads to
significant tumor regression. In addition, protein expression levels in these tumors revealed that
systemic abrogation of RAF1 expression does not inhibit canonical MAPK signaling, hence,
resulting in limited toxicities. Furthermore, the therapeutic effect observed upon RAF1
elimination in those tumors that regressed seems to be associated with high levels of apoptosis
and activation of the ROKα pathway. Nonetheless, few tumors still progress, though slower, upon
RAF1 ablation, evidencing that combination treatments should be designed as possible future
therapeutic strategies.
As most of the RAF inhibitors target the kinase domain of the protein, we further interrogated
whether this effect relies or not on the catalytic activity of RAF1. For that purpose, we have
generated a new conditional RAF1 kinase dead mouse model (Raf1LmLK375M). Interestingly,
germline expression of this mutant protein causes embryonic lethality due to fetal liver apoptosis,
recapitulating the data from the Raf1 knock-out mouse model. Moreover, expression of the
RAF1K375M isoform in full-blown tumors slows their growth but does not cause significant
regressions. This effect was confirmed to be due to RAF1K375M protein instability, as
demonstrated by the low levels of protein detected by Western Blot.
These data together with previous evidences from our group, suggest that inhibition of RAF1
kinase activity is dispensable for KrasG12V-driven lung adenocarcinoma progression. Results
derived from these new mouse models, could be of a significant relevance for the design of better
therapeutic strategies to treat KRAS mutant cancers En modelos murinos de adenocarcinoma pulmonar iniciados por KrasG12V, la eliminación genética
de RAF1 ha demostrado prevenir el desarrollo tumoral. Sin embargo, este efecto terapéutico
requiere ser validado en tumores completamente formados como los diagnosticados en la clínica.
En esta tesis, se muestra que la delección de RAF1 en tumores KrasG12V/Trp53KO avanzados, resulta
en una regresión significativa de estas lesiones y que su eliminación sistémica no inhibe la
señalización canónica de la ruta de las MAP quinasas. Esta es una de las posibles razones por la
que los efectos tóxicos derivados de la pérdida de RAF1 en el organismo, son limitados.
Curiosamente, el efecto terapéutico observado parece estar relacionado con un incremento en
los niveles de apoptosis y con la activación de la ruta iniciada por ROKα. A pesar de ello, existen
unos pocos tumores capaces de crecer tras la delección de RAF1, aunque más lentamente,
evidenciando que la combinación con otros tratamientos mejoraría la eficacia de posibles
estrategias terapéuticas en un futuro.
Debido a que la mayoría de inhibidores frente a las proteínas RAF se diseñan frente a su dominio
quinasa, se decidió investigar sí el beneficio mencionado previamente se podía conseguir
utilizando únicamente la actividad catalítica de RAF1 como diana terapéutica. Para ello, se generó
un nuevo modelo condicional de ratón sin actividad quinasa de RAF1 (RAF1K375M), que simula el
efecto que un fármaco específicamente selectivo podría tener. La expresión en línea germinal de
esta proteína mutante provoca letalidad embrionaria debido a la inducción de apoptosis en el
hígado, recapitulando el fenotipo observado en los datos del modelo knock-out de Raf1. Sin
embargo, la inducción de la isoforma RAF1K375M en tumores completamente formados,
simplemente ralentiza su crecimiento pero no provoca una regresión significativa. Los bajos
niveles de proteína detectados en este caso, confirmaron que la inestabilidad de RAF1K375M era
la responsable de este efecto.
Estos datos, junto con evidencias previas de nuestro grupo, proponen que la inhibición de la
actividad quinasa de RAF1 es prescindible para la progresión del adenocarcinoma de pulmón
iniciado por KrasG12V. Cabe destacar, que los resultados obtenidos con estos nuevos modelos de
ratón, podrían tener un impacto relevante para el diseño de mejores estrategias terapéuticas con
las que tratar aquellos tumores con mutaciones en el oncogén KRAS
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