Los investigadores utilizan método innovador para revisar las cinasas para la eficacia del medicamento para el cáncer

Estos últimos años, una habitación potente de las drogas conocidas como inhibidores de la cinasa se ha desarrollado para tratar el cáncer y otras enfermedades. Los objetivos principales de tales drogas incluyen una familia de cinasas de la tirosina del receptor (RTKs) que resalten de superficies de la célula como las antenas y puedan activar caminos cáncer-relacionados en virtualmente todos los tipos de cáncer al hacer señales las moléculas aten con ellas.

En un nuevo estudio, los investigadores en el instituto de Biodesign de la universidad de estado de Arizona utilizaron un método innovador para revisar una amplia gama de cinasas para la eficacia de una droga. La composición, conocida como ibrutinib - un inhibidor de la cinasa del tyrosoine de Bruton (BTK) en los glóbulos blancos, primero fue aprobado por el FDA en 2013 para el tratamiento de la leucemia.

Usando una plataforma sofisticada del microarray inventada por el Dr. Joshua LaBaer, la nueva investigación demuestra que el ibrutinib puede también apuntar a una pieza pequeño-estudiada de la familia de RTK, conocida como ERBB4, potencialmente frustrando la secuencia de evento que llevan a la progresión y al incremento de otros tumores sólidos. LaBaer es director del instituto y de la Virginia G. Piper Center de Biodesign para los diagnósticos personalizados.

Los resultados muestran que el ibrutinib actúa como inhibidor potente de la cinasa para ERBB4, incremento de los límites en células cancerosas humanas en el laboratorio, y reduce talla de tumor en ratones. La sensibilidad de ERBB4 al ibrutinib es similar a la de BTK, el objetivo original de la droga.

El estudio presenta un método de cribado nuevo para explorar para los nuevos objetivos de drogas tales como inhibidores de la cinasa y demuestra la utilidad terapéutica potencial de un farmacéutico existente a selectivamente apunta ERBB4, además de su objetivo original BTK. (El dysregulation de BTK se asocia a la proliferación incontrolada de las células de B que llevan a la leucemia, al linfoma y a otras enfermedades.)

“Somos determinado emocionados porque demuestra que las proteínas en estas matrices son funcionalmente activas de una forma que refleja su actividad natural y nos permite revisar para sus reacciones a las drogas selectivas,” dijeron a LaBaer. “Esto ahora ofrece una herramienta que nos permitiría buscar de los respondedores del objetivo a las drogas o determinar cómo las mutaciones detectadas específico pudieron afectar a la reacción de la droga.”

Las conclusión de la investigación aparecen en la edición en línea avanzada del Oncogene del gorrón.

Un nuevo tipo de investigación de la droga

Para explorar comportamiento sutil de ERBB4, los investigadores utilizan una tecnología conocida como microarray de la proteína, que es una superficie microscópica que visualiza muchas diversas proteínas, cada uno en puntos individuales. Así, un gran número de proteínas pueden ser examinadas simultáneamente. Usando este método, los investigadores exploran las acciones recíprocas de proteínas con otras proteínas, sus actividades obligatorias con los ácidos nucléicos como la DNA y el ARN o con los factores encontrados en sangre, incluyendo una amplia gama de patógeno.

Convencional, la impresión de las proteínas en diapositivas ha sido un proceso ineficaz, necesitando mucho trabajo, porque las proteínas son las estructuras delicadas, tridimensionales, que deben doblar apenas de las maneras correctas para ser funcionales. Sin embargo, las proteínas en matrices convencionales de la proteína se producen típicamente en sistemas no humanos, y se requieren los pasos elaborados de la purificación de la proteína, que hacen difícil guardar el establo de las proteínas en un cierto plazo.

En el estudio actual, una tecnología revolucionaria conocida como NAPPA (para el arsenal programable de la proteína del ácido nucléico) es aplicada. En vez de imprimir las proteínas purificadas en la diapositiva del microarray, NAPPA primero imprime la DNA circular conocida como plásmidos que contengan las claves genéticas para las proteínas del interés y en seguida sintetiza las proteínas del objetivo justo a tiempo sobre el terreno agregando el extracto de la célula humana para un plegamiento de proteína más natural. Por lo tanto, la poder del arsenal de NAPPA ofrece un sistema altamente funcional y eficiente para la expresión y la investigación de la proteína.

“Usted puede expresar la proteína funcional en el plazo de uno y medio horas. Ésa es la cosa fresca sobre él,” dice al Dr. Femina Rauf, autor importante del nuevo estudio. “Estamos utilizando el sistema humano del lysate para expresar las proteínas, así que preveemos ver las proteínas bien-dobladas, funcionales. Somos especialmente emocionados porque el RTKs es las proteínas de la membrana, que son ordinariamente desafiadoras expresar sino ser todavía activo aquí.”

Caminos celulares del cáncer

las drogas Cáncer-que luchan como los inhibidores de la cinasa tardan décadas para convertirse en el costo financiero enorme, haciendo la perspectiva de drogas existentes repurposing (encontrando nuevos objetivos del interés), determinado atractiva.

Las mutaciones en RTKs se creen para ser una fuerza impulsora en el revelado del cáncer. Un grupo de cuatro receptores importantes, EGFR, ERBB2, ERBB3 y ERBB4, conocidos como la familia de la cinasa de la tirosina del receptor de ErbB, es activado haciendo señales las moléculas conocidas como factores de incremento epiteliales. Éstos especializaron el juego de las moléculas un papel crítico en el revelado y la maduración de una célula.

Los pacientes cuyos tumores contienen mutaciones del receptor de ERBB muestran una progresión más agresiva del cáncer y sufren a menudo resultados clínicos más pobres. Por este motivo, los receptores de la cinasa de la tirosina están de interés profundo en la comunidad médica como candidatos a las drogas que apuntan una variedad de tipos del cáncer.

Mientras que EGFR y ERBB2 se están explotando ya como objetivos terapéuticos importantes, y tienen, (junto con ERBB3), el escrutinio intensivo recibido, poco se sabe sobre la cuarta pieza de la familia de RTK: ERBB4. Este receptor está de interés cada vez mayor, pues las mutaciones en ERBB4 se han conectado en estudios recientes al cáncer del melanoma y de pulmón, y la expresión alterada de ERBB4 se ha observado en cáncer de pecho, neuroblastoma, cáncer de colon, y no-pequeño cáncer de pulmón de la célula.

Además, ERBB4 puede jugar un papel en otras enfermedades incluyendo esclerosis lateral amiotrófica, así como desordenes neurodevelopmental tales como autismo y esquizofrenia.

“Nadie ha hecho un estudio sistemático para las drogas para ERBB4. Los investigadores tienden a concentrar en EGFR y ERBB2 porque éstos son objetivos atractivos en el campo del cáncer,” dice Rauf. Los “partes recientes han encontrado muchas mutaciones en ERBB4, especialmente en cáncer de pulmón y en melanoma, sugerir este receptor puede desempeñar un papel importante en oncogénesis o el revelado del cáncer,” ella dice.

ERBB4, como sus miembros de la familia compañeros del receptor de la cinasa, es una proteína de la membrana, con su componente del receptor resaltando fuera de la superficie de la célula para coger las moléculas de la transmisión de señales en el ambiente extracelular, mientras que la porción intracelular de ERBB4 contiene un segmento llamado dominio de la cinasa así como los residuos de la tirosina, un aminoácido.

Al hacer señales las moléculas atan con el receptor extracelular ERBB4, su dominio de la cinasa dentro de la célula agregan los fosfatos sobre los residuos de la tirosina, accionando una reacción en cadena de las acciones de la transmisión de señales. El proceso se conoce como fosforilación de la proteína y desempeña un papel crucial en acciones celulares innumerables incluyendo la progresión y la proliferación del cáncer, y este estudio descubrió que el ibrutinib puede cegar este proceso inhibiendo la función de la cinasa de ERBB4.

Pistas del cáncer

El estudio inmovilizó 108 diversas cinasas de proteína y 30 no-cinasas en el NAPPA resbalan, incluyendo el ERBB4 y el otro RTKs. Cuando el arsenal fue expuesto al ibrutinib, la droga limita de cerca con dos proteínas específicas. El primer es BTK, la proteína obligatoria que la droga fue diseñada originalmente para apuntar. Asombrosamente, el ibrutinib también limita ERBB4, con afinidad similar.

Un par de pruebas ines vitro fue utilizado para confirmar la actividad del ibrutinib en ERBB4. Los resultados del estudio demuestran, por primera vez, la potencia de NAPPA como plataforma imparcial de la droga-investigación. Estableciendo el ibrutinib como droga del candidato para apuntar ERBB4, el paso siguiente era probarla en fijaciones biológicas reales, primero en las variedades de células overexpressing ERBB4 y finalmente en ratones.

En varias variedades de células, el ibrutinib cegó la proliferación. Otras células, sin embargo, visualizaron resistencia a la droga. Por el ARN de ejecución que ordenaba, el grupo ferreted fuera las configuraciones de la expresión génica asociadas a resistencia.

Los resultados mostraron que las células que expresaban niveles de WNT5A, un activador del camino de Wnt, y los niveles bajos de DKK1, un inhibidor del camino de Wnt, eran resistentes a la droga de cinasa-inhibición. En cambio, WNT5A inferiores y los altos niveles de la expresión DKK1 fueron asociados a sensibilidad de la célula al ibrutinib y redujeron incremento de la célula, cuando estaban expuestos a la droga. Estos resultados coinciden con los estudios en grande recientes, que ofrecen el tormento de las pistas que una función de WNT5A, un oncogene sabido, son consultar resistencia a ciertas drogas.

Cuando las células ibrutinib-sensibles que expresaban niveles de ERBB4 fueron transferidas a los ratones, el ibrutinib fue mostrado para encoger la talla de tumores, demostrando un potencial fuerte de la droga en tratar cánceres de ERBB4-related.

Las conclusión son determinado valiosas, pues varias juicios clínicas en curso están en curso usando ibrutinib tratar tumores sólidos. El énfasis excesivo de ERBB4 se ha observado en varias enfermedades, incluyendo cáncer de pecho triple-negativo y cáncer ovárico. El descubrimiento de una firma de la resistencia del ibrutinib ayudará a clínicos a interpretar sus resultados del tratamiento y a fijar cuando el ibrutinib es más probable ser acertado. El uso del ibrutinib, quizás conjuntamente con otras drogas que apuntan caminos de la resistencia de la célula, puede pavimentar la manera para un nuevo arsenal de tratamientos contra el cáncer.