Oxid arsenitý v odolných pevných nádorech se záchrannou mutací p53

p53 je nejčastěji mutovaný protein u rakoviny. Je mutován asi u poloviny všech rakovin a ztrácí funkci potlačující nádor. Přesto neexistuje žádná schválená terapie cílená na p53, což je jedna z nejvíce nesplněných klinických potřeb. Bylo identifikováno nejméně 45 přístupů/agentů, které zabíjejí rakovinné buňky prostřednictvím mutací p53 do roku 2017, přičemž nejméně 17 agentů údajně funguje obnovením mutantního p53 s aktivitou divokého typu p53, ale tyto sloučeniny zdaleka nejsou schopny dosáhnout požadovaného výsledku. přeměny všech mutantních molekul p53, aby se staly plně „divokým typem“.

V roce 2020 vyšetřovatelé oznámili, že FDA schválený oxid arsenitý (ATO) je zmutovaným záchranným lékem p53. Badatelé za prvé, na základě znalosti, že stovky mutací p53 inaktivují p53 prostřednictvím heterogenních mechanismů, navrhli, že nemusí existovat jediné činidlo, které by bylo schopné zachránit všechny mutanty „duhy“ p53. Vyšetřovatelé dále navrhli racionální strategii záchrany mutantního p53, ve které byly nesbalené mutanty p53 (označované jako strukturální mutanty) přesně vybrány jako záchranné objekty a navíc byly racionálně použity termostabilizační sloučeniny k podpoře skládání strukturních mutantů. Za třetí, vyšetřovatelé se zaměřili na kryptickou zcela pohřbenou kapsu uvnitř p53 (při konvenční cílené terapii jsou cílené kapsy na povrchu proteinu, a tedy exponovány). Výše uvedeným způsobem vyšetřovatelé identifikovali ATO jako mutantní záchrannou sloučeninu p53, která mechanicky napodobuje tvorbu disulfidových vazeb v triádě C124-C135-C141, aby podpořila skládání strukturálních mutantů v vyřešených kokrystalických strukturách (disulfidová vazba je jednou z hlavních sil podporovat skládání proteinů při translaci proteinů v klasické učebnici biologické chemie).

ATO se odlišuje od dříve uváděných širokospektrálních záchranných sloučenin mutantního p53 v: (i) ATO je lepší než uváděné sloučeniny alespoň 100násobnou záchrannou účinností při podpoře strukturální stability mutantů p53, skládání proteinů, specifické schopnosti vázat DNA, transkripční aktivita a další aktivity p53 v laboratořích. (ii) záchrana je doprovázena strukturálním mechanismem odhalujícím, jak lze širokospektrální mutanty p53 (poznámka: ne všechny mutanty p53) zachránit jedinou malou molekulou. (iii) ATO je sloučenina, která může zachránit pouze část strukturálních mutací p53 (nemůže zachránit všechny mutace p53, nemůže zachránit ani všechny strukturální mutace p53) a také sloučenina, která byla experimentálně aplikována a potvrzena na desítkách mutace p53.

ATO je nejúčinnějším lékem na léčbu leukémie APL. V kombinaci s ATRA léčí ATO leukémii APL (5leté přežití od ~30 % do více než 90 %). Bylo také popsáno, že ATO je účinný při léčbě pacientů s non-APL hematologickou malignitou a solidními nádory, ale míra odpovědi je nízká. Výzkumníci tedy navrhli, že účinnost léčby propůjčuje mutace p53.

Stovky mutací p53 mají širokospektrální distribuci rakoviny a navíc mají velmi různorodou účinnost záchrany podle ATO. Výběr typu rakoviny a výběr mutace jsou tedy dvě výzvy v současné klinické studii (Poznámka: Tyto dvě výzvy neexistují pro ostatní cílená léčiva, jako jsou široce používané inhibitory EGFR a nedávné průkopnické inhibitory KRAS-G12C, protože podle studií TCGA PanCancer Altas se jejich použitelné mutace vyskytují převážně u jednoho typu rakoviny (oba u plicního adenokarcinomu) a seskupené v jednom nebo několika kodonech jejich kódujících genů. Pro tyto dvě výzvy:

1. Současná studie se zaměří na typy rakoviny, u kterých se předpokládá, že jsou vysoce závislé na mutacích p53, jinými slovy, mutace p53 by měla být klíčovou hnací silou tohoto typu rakoviny a rakovinné buňky závisí na mutaci p53, aby přežily a/nebo rostly. Předchozí klinické studie potvrdily důležitost výběru vhodných typů rakoviny pro cílený lék. Například inhibitory BRAFV600E vykazují relativně vysokou účinnost při léčbě BRAF-mutovaného melanomu, ale ne kolorektálních karcinomů.
2. Současná studie bude dále přesně vybírat mutace p53, které mohou být účinně a ideálně, vysoce efektivně, zachráněny ATO. Vzhledem k tomu, že ATO dokáže zachránit pouze část strukturálních mutací, zahájili vyšetřovatelé od roku 2016 rozsáhlý projekt – projekt rakoviny PANDA (P53 AND Arsenic), ve kterém vyšetřovatelé jednotlivě naklonovali 800 nejčastějších mutací p53 (pokrývajících > 95 % případů mutací p53 missense). v IARC) a kvantifikovali jejich záchrannou účinnost pomocí ATO pro jejich transkripční aktivity (mutace byly kvantifikovány individuálně), antiproliferační schopnost v rakovinných buňkách, protinádorový růst u xenoimplantátového myšího modelu a kol. V projektu rakoviny PANDA je zjevný trend, že ATO je nejúčinnější při záchraně mutací velkých až malých aminokyselin, mutací v blízkosti kapsy vázající arsen, mutací citlivých na teplotu, stejně jako mutací vyskytujících se na hydrofobních zbytcích a v motivu LSH. Na základě účinnosti záchrany ze strany ATO byly mutace p53 stratifikovány do několika tříd v projektu PANDA (odhaduje se, že webová stránka s otevřeným přístupem pro projekt PANDA bude dokončena na konci roku 2021). Pacienti s třídou mutací p53, které mohou být relativně účinně a nejúčinněji zachráněny ATO, budou přesně zahrnuti do současné studie.

Současný průzkumný pokus byl označen jako PANDA-bascket1.