Resumen de Identifying molecular mechanisms that determine resistance to cdk4/6 inhibitors in her2-enriched advanced luminal breast cancer
El cáncer de mama es el tipo de cáncer más prevalente en mujeres en todo el mundo. Es una enfermedad heterogénea a nivel histológico, molecular y clínico. En consecuencia, tenemos diferentes clasificaciones para estratificar las pacientes de cáncer de mama. La clasificación histopatológica es una de las más utilizadas en el manejo clínico del paciente. Se basa en la expresión de tres marcadores diferentes: receptor de estrógeno (ER, por sus siglas en inglés) y receptor de progesterona, ambos receptores de hormonas, y el receptor del factor de crecimiento epidérmico humano 2 (HER2, por sus siglas en inglés). Los avances técnicos recientes han desarrollado una clasificación novedosa basada en el perfil de expresión génica de los tumores. Esta clasificación molecular diferencia cuatro subtipos moleculares intrínsecos, definidos por la expresión de 50 genes específicos (firma genética llamada PAM50). En consecuencia, el cáncer de mama se clasifica en Luminal A, Luminal B, HER2-enriched (HER2-E) y Basal-like. Estos subtipos tienen diferencias críticas en incidencia, supervivencia y respuesta al tratamiento y tienenun valor predictivo y pronóstico a nivel de tratamiento. La clasificación histopatológica y la clasificación molecular son independientes.
En febrero de 2015, la FDA aprobó un nuevo fármaco para mujeres posmenopáusicas con cáncer de mama metastásico ER+/HER2-negativo, los inhibidores de CDK4/6 (CDK4 / 6i). CDK4/6 son serina-treonina quinasas que tienen un papel clave en la regulación del ciclo celular al permitir la progresión a la fase S. Estos inhibidores han proporcionado una mejora clínica en la supervivencia de las pacientes en comparación con la terapia endocrina como monoterapia. Los CDK4/6i son ahora un tratamiento estándar para las pacientes con cáncer de mama metastásicos ER+/HER2-negativo. PAM50 se ha utilizado para predecir el beneficio al tratamiento con CDK4/6i en análisis retrospectivos de diferentes ensayos clínicos. Según estos análisis retrospectivos, CDK4/6i solo es beneficioso en tumores con subtipo molecular Luminal A y B. Por lo tanto, los tumores con subtipo molecular HER2-E, que constituyen una gran proporción de los tumores tratados, no se beneficiaron del tratamiento con CDK4/6i.
Comprender los mecanismos responsables de la resistencia a CDK4 / 6i en cáncer de mama metastásico ER+/HER2-negativo es crucial para mejorar el resultado de las pacientes. Nuestro objetivo es identificar nuevos genes responsables de la resistencia al tratamiento con palbociclib (un CDK4/6i) en tumores de cáncer de mama ER+/HER2- negativos con subtipo molecular HER2-E mediante la combinación de un enfoque de cribado de todo el genoma basado en CRISPR-Cas9 y el análisis de datos clínicos.
Para abordar esta pregunta, caracterizamos la respuesta a CDK4/6i en líneas celulares tumores de cáncer de mama ER+. Determinamos qué líneas celulares ER + BCa son palbo-resistentes o palbo-sensibles basándonos en la IC50 de palbociclib. A continuación, sometimos las líneas celulares resistentes a palbociclib a un cribado de todo el genoma usando la tecnología CRISPR-Cas9. Identificamos diferentes genes que confieren resistencia a palbociclib in vitro. En paralelo al cribado de CRISPR/Cas9, interrogamos qué genes estaban asociados con una peor respuesta a CDK4/6i utilizando dos cohortes de pacientes diferentes (cohorte de pacientes CDK y conjunto de datos del ensayo clínico CORALEEN). Integramos todos los datos e identificamos once genes comunes de los tres análisis. Nueve de los once genes estaban relacionados con la maquinaria de progresión del ciclo celular, como E2F1 y CCNE1, mientras que los otros dos genes eran moléculas de membrana asociadas con la transducción de señales intracelulares. Seleccionamos una de estas proteínas de membrana para validar su función en generar resistencia a CDK4/6i basándonos en su estrecha asociación con el subtipo molecular HER2-E.
Altos niveles de este gen se asociaron a peor supervivencia en la cohorte de pacientes CDK. Los pacientes que tenían enfermedad en progresión presentaron un nivel de ARNm de este gen más elevado. Se encontraronobservaciones similares en muestras del ensayo clínico CORALEEN.
Los pacientes que no respondieron al tratamiento con CDK4/6i mostraron un aumento de la expresión de nuestro gen de interés. A nivel celular, se siguieron diferentes estrategias in vitro para determinar el efecto de la expresión de este gen en la respuesta de palbociclib. Desarrollamos líneas celulares con resistencia adquirida a palbociclib a partir de células MCF7 sensibles y las usamos para validar nuestro candidato. Además, los enfoques de pérdida y ganancia de función confirmaron la asociación de nuestro candidato con una mayor resistencia al tratamiento con palbociclib.Finalmente, estudiamos el mecanismo por el cual este gen induce la resistencia a palbociclib. Con este fin, investigamos las alteraciones en la expresión génica de diferentes genes después del silenciamiento del gen en diferentes líneas celulares. Detectamos niveles reducidos de expresión de CCNE1 al silenciar nuestro candidato. El gen CCNE1 se identificó mediante el cribado CRISPR/Cas9 y se asoció con resistencia a CDK4/6i y con progresión de la enfermedad en ambas cohortes de pacientes CDK y CORALEEN. Es importante destacar que cuando silenciamos CCNE1 en células ZR75 aumentamos la sensibilidad a CDK4/6i. Además, optimizamos un enfoque de marcaje por proximidad, BioID, para describir el interactoma del gen que genera resistencia a CDK4/6i en células MCF7 parentales y con resistencia adquirida. Encontramos proteínas interesantes que participan en la transducción de señales intracelulares. Estos mecanismos tienen que ser analizarlos más a fondo. En conclusión, logramos identificar un nuevo mecanismo de resistencia a CDK4/6i en cáncer de mama metastásico ER+/HER2-negativo con el subtipo molecular HER2-E.
