FAK potiče rast i napredovanje tumora

pozadini

Bazalni karcinom dojke agresivni je rak dojke s ograničenim mogućnostima liječenja. Ekspresija i stupanj fosforilacije citoplazmatske fokalne adhezijske kinaze (FAK) uvelike su povećani u trostrukim negativnim podtipovima karcinoma dojke, uključujući bazalni karcinom dojke. Kao dio nekoliko kaskada transdukcije signala, kinaza prenosi signale iz čimbenika rasta i receptora citokina te je uključena u rast i metastaze tumora. Ovdje igraju ulogu mehanizmi ovisni o kinazi kao i o kinazi.

FAK može aktivirati brojne nizvodne efektore koji su uključeni u kontrolu preživljavanja, proliferacije i migracije tumorskih stanica. To uključuje Src kinaze, koje zauzvrat aktiviraju molekule adaptera p130Cas i brojne druge komponente transdukcije signala, uključujući one Ras-Erkovog signalnog puta. Uz to, FAK aktivira signalni put PI3K-AKT. Povezana stimulacija mTOR signalizacije štiti od apoptoze i potiče preživljavanje stanica. Dosad se čeka izravan dokaz važnosti FAK-a za bazalni rak dojke. [1]

Postavljanje ciljeva

U potrazi za učinkovitim mogućnostima liječenja za pacijente s tumorima dojke bazalnog podtipa, istraživači u Sjedinjenim Državama istraživali su ulogu fokalne adhezijske kinaze.

metodologija

Model miša MMTV-Wnt1

Kanonski Wnt signalni put igra ulogu u ljudskim bazalnim tumorima dojke. To dovodi do stabilizacije β-katenina, koji može prodrijeti u staničnu jezgru i tamo aktivirati Wnt ciljane gene. Transgena ekspresija Wnt liganda Wnt1, koji funkcionira kao proto-onkogen, koristeći MMTV (mišji virus tumora dojke) LTR pojačivač dovoljan je za stvaranje adenokarcinoma dojke. MMTV (mišji virus tumora dojke miša) -Wnt1 mišji model razvija tumore dojke uglavnom bazalnog podtipa i koristi se u istraživanjima za rasvjetljavanje signalnih putova koji su aktivni u humanim bazalnim tumorima dojke.

Uvjetno uklanjanje FAK i knock-in mutacija u kinaznoj domeni

Kako bi se istražila uloga FAK-a u ovom podtipu karcinoma dojke, generirane su kohorte s tumorima kontroliranim MMTV-Wnt1 uz pomoć uspostavljenih metoda (npr. Nokaut i knock-in s Cre / loxP tehnologijom) u kojima FAK ili njihova je kinazna aktivnost namjerno isključena. Analiza imunoblota korištena je za provjeru uklanjanja FAK-a ili njegove kinazne aktivnosti u stanicama tumora.

Imunohistološke, imunhiostokemijske i farmakološke metode, kao i transkriptomske analize korištene su za daljnja ispitivanja kako bi se pokazala aktivnost kinaze i otkrili uključeni signalni putovi. Migracija stanica analizirana je, između ostalog, pomoću testa zacjeljivanja rana.

Rezultati

Analize velike skupine bolesnika s rakom dojke (METABRIC podaci) s 2509 tumora pokazale su da je gen FAK pojačan u 415 tumora (21%). Pacijenti s povećanim udjelom FAK imali su značajno lošiju prognozu (medijan ukupnog preživljenja 139,5 mjeseci) od bolesnika bez pojačanja FAK (medijan ukupnog preživljenja 164,3 mjeseca). Daljnja ispitivanja i raslojavanje prema bazalnom podtipu ukazali su na odlučujuću ulogu FAK u humanim bazalnim tumorima dojke.

Kohorte miša stvorene za istraživanje uloge FAK karakterizirane su s obzirom na razvoj i rast tumora, kao i metastaze. U miševa kojima je uklonjen FAK ili je inhibirana aktivnost kinaze, rast i metastaziranje tumora bili su značajno suzbijeni u usporedbi s MMTV-Wnt1 kontrolnim miševima. Imunohistološka ispitivanja presjeka tkiva pluća pokazala su da su miševi bez aktivnosti FAK imali manje metastaza u plućima od kontrolnih miševa. Dok su u kontrolnih miševa izbrojane jedna do četiri (ali uglavnom više od dvije) metastaze po odjeljku, kod miševa kod kojih je isključena FAK ili njegova kinazna aktivnost pronađene su samo jedna do dvije metastaze po odjeljku.

Imunohistokemijske analize pokazale su da odsutnost FAK dovodi do povećane apoptoze tumorskih stanica koja se temelji na autonomnom mehanizmu. Uzrok bi mogla biti isključena poremećena angiogeneza ili citotoksična infiltracija T stanica.

Daljnja ispitivanja osnovnih mehanizama na ovjekovječenim stanicama tumora pokazala su da je uklanjanje FAK u stanicama tumora dovelo do povećane osjetljivosti na staničnu smrt uzrokovanu ER (endoplazmatski retikulum). Uz to, primijećena je smanjena migracija tumorskih stanica i smanjeno stvaranje tumorskih sfera (metastaza). Transkriptomske analize ukazuju na smanjenje regulacije signalnog puta AKT-mTOR. Moglo bi se pokazati da FAK ne utječe na ekspresiju mTOR-a, već na njegovu aktivnost.

Ukratko, podaci pokazuju da je FAK potreban u tumorima kojima upravlja Wnt1 za aktiviranje signalnih putova AKT-mTOR.

Zaključak

FAK predstavlja potencijalni terapijski cilj za liječenje karcinoma dojke bazalnog podtipa, jer kinaza nije potrebna za razvoj, već za preživljavanje i napredovanje tumora.