Vyšetření methylace EGFR v odpovědi na cetuximab u pacientů s metastatickým kolorektálním karcinomem

Kolorektální karcinom je třetí příčinou rakoviny na světě. Doporučenou léčbou raného stadia (stadium I a stadium II) kolorektálního karcinomu je chirurgické odstranění, zatímco léčba pozdního stadia (stadium III a stadium IV) kolorektálního karcinomu závisí do značné míry na chemoterapii. Optimalizace dávkování a plánování chemoterapeutických činidel byla vyvinuta pro zlepšení odezvy a míry přežití pacientů. Mezitím je racionální zacílení molekulárních signálních drah, které se podílejí na etiologii malignit, v současnosti jednou z nejslibnějších strategií ve vývoji nových protinádorových léčiv. Od prvního objevu EGFR v roce 1962 se rodina EGFR a její downstream signalizace stala jedním z nejlépe charakterizovaných receptorových tyrosinkinázových systémů. Kromě jejich funkce v normálním vývoji se aberantní exprese EGFR podílí na abnormální buněčné proliferaci, snížené apoptóze, buněčné migraci, metastázování, angiogenezi a rezistenci vůči záření a chemoterapii u pacientů s rakovinou. Vzhledem k důležité úloze, kterou EGFR hraje v tumorigenezi, patří nové třídy léků, které cílí na EGFR, jako je cetuximab, mezi klinicky nejpokročilejší molekulárně cílené terapie. Kombinace monoklonální protilátky EGFR s chemoterapií prokázala účinnost v léčbě kolorektálního karcinomu. Nedávno však byla pozorována rezistence cílové terapie EGFR kvůli komplikovaným a odlišným mechanismům lékové rezistence. Vezměme si jako příklad monoklonální protilátku EGFR, cetuximab, míra odpovědi na léčbu cetuximabem plus irinotekanem byla asi 23 %. Některé studie ukázaly, že rezistence EGFR na cetuximab souvisí s konstitutivní aktivací mutantního KRAS. Stále více studií však ukázalo, že ne všichni pacienti s divokým typem KRAS reagují na cetuximab, zatímco ne všichni pacienti s mutantním Krasem jsou refrakterní na cetuximab. Vzhledem k těmto pozorováním je naléhavé prozkoumat potenciální regulační mechanismy EGFR, které mohou ovlivnit a předpovědět odpověď na cetuximab.

Epigenetické modifikace, jako jsou změny ve vzorcích metylace DNA a změny histonů, hrají kritickou roli u lidských onemocnění. Od identifikace proteinových arginin methyltransferáz (PRMT) byla methylace argininu z velké části rozpoznána a je předmětem důkladného zkoumání. Během procesu methylace argininu přenášejí PRMT methylové skupiny z S-adenosylmethioninu (SAM) na guanidinové dusíky specifických argininových zbytků na svých cílových proteinech. Po methylaci argininu se změní struktura proteinu, interakce protein-protein, lokalizace proteinu a aktivita enzymu. V důsledku toho jsou různé buněčné funkce včetně transdukce signálu, zpracování RNA, opravy DNA a transkripce genu pod regulací methylace argininu. Nedávno se objevující důkazy prokázaly souvislosti mezi dysfunkcí methylace argininu a rakovinou. U rakoviny prostaty předpovídá metylace H4R3 pomocí PRMT riziko recidivy rakoviny; u smíšené linie leukémie (MLL) PRMT zprostředkovává upregulaci transkripce během progrese rakoviny. Kromě toho je abnormálně vysoká exprese PRMT pozorována v nádorových tkáních jak u rakoviny prsu, tak u kolorektálního karcinomu, a zejména je spojena se špatnými klinickými výsledky u pacientů s kolorektálním karcinomem. Vzhledem k důležitosti PRMT a EGFR ve vývoji a progresi kolorektálního karcinomu se výzkumníci pokusili dále prozkoumat vztah mezi EGFR a PRMT v patofyziologii kolorektálního karcinomu.

V našich předběžných údajích výzkumníci zjistili, že PRMT může metylovat EGFR, což vede k up-regulaci signalizace EGFR. Up-regulovaná signalizace EGFR dále spustila vyšší rychlost buněčné proliferace. Kromě toho buňky s vyšší hladinou methylace EGFR vykazovaly vyšší schopnost růstu nádoru u myšího xenograftového modelu kolorektálního karcinomu. Důležité je, že buňky s vyšší hladinou methylace EGFR prokázaly vyšší rychlost buněčného růstu v přítomnosti cetuximabu v testu buněčné proliferace in vitro, což naznačuje, že metylace EGFR může vést k rezistenci na cetuximab. Aby bylo možné studovat klinickou korelaci mezi metylací EGFR a rezistencí na cetuximab, výzkumníci navrhují odebrat vzorky tkáně zalité v parafínu od pacientů s léčbou cetuximabem nebo bez něj a analyzovat úroveň jejich metylace EGFR. Vyšetřovatelé očekávají, že pacienti s nižší hladinou metylace EGFR mají vyšší zlepšení při léčbě cetuximabem ve srovnání s pacienty bez léčby cetuximabem. Naopak pacienti s vyšší hladinou metylace EGFR vykazovali horší zlepšení při léčbě cetuximabem ve srovnání s pacienty bez léčby cetuximabem. Detekcí hladin metylace EGFR v těchto tkáňových vzorcích a analýzou korelace mezi hladinou metylace EGFR a odpovědí na cetuximab poskytnou výzkumníci pohled na predikci odpovědi na cetuximab při léčbě kolorektálního karcinomu.