Του Mariano Barbacid, Τhe Conversation.
Το αδενοκαρκίνωμα των παγκρεατικών πόρων είναι η πιο κοινή μορφή καρκίνου του παγκρέατος, είναι η τρίτη πιο κοινή αιτία θανάτου από καρκίνο στις Ηνωμένες Πολιτείες και η πέμπτη πιο συχνή στο Ηνωμένο Βασίλειο. Οι θάνατοι από αυτό το αδενοκαρκίνωμα είναι περισσότεροι από αυτούς από καρκίνο του μαστού παρά τη σημαντική διαφορά στα ποσοστά επίπτωσης. Η καθυστερημένη διάγνωση και οι αναποτελεσματικές θεραπείες είναι οι πιο σημαντικοί λόγοι για αυτές τις ζοφερές στατιστικές.
Το παγκρεατικό αδενοκαρκίνωμα είναι μια επιθετική και δύσκολη κακοήθεια στη θεραπεία. Μέχρι τώρα, η μόνη ευκαιρία για ίαση είναι η πλήρης χειρουργική αφαίρεση του όγκου. Δυστυχώς, επειδή συνήθως δεν υπάρχουν συμπτώματα, μέχρι τη στιγμή της διάγνωσης το 80% έως 90% των ασθενών έχουν νόσο που είναι ανίατη χειρουργικά -να σημειωθεί πάντως ότι οι ασθενείς έως και έξι φορές περισσότερες πιθανότητες να διαγνωστούν με χολολιθίαση εντός του έτους πριν από τη διάγνωση του καρκίνου.
Αυτός ο καρκίνος παραμένει μια από τις κύριες βιοϊατρικές προκλήσεις σήμερα λόγω του χαμηλού ποσοστού επιβίωσής του –μόλις το 5% των ασθενών είναι ζωντανοί πέντε χρόνια μετά τη διάγνωση. Ωστόσο, τις τελευταίες δεκαετίες μια σειρά από μελέτες έχουν ρίξει φως στους μοριακούς μηχανισμούς που είναι υπεύθυνοι για την έναρξη και την εξέλιξη του αδενοκαρκινώματος των παγκρεατικών πόρων. Η πρόοδος προς μια θεραπεία είναι δυνατή.
Αναποτελεσματικές θεραπείες
Οι μοριακοί μηχανισμοί που ευθύνονται για τον καρκίνο του παγκρέατος είναι πολύπλοκοι. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι πρόσφατες εξελίξεις στην εξατομικευμένη ιατρική και την ανοσοθεραπεία (που βοηθά το ανοσοποιητικό σύστημα να καταπολεμήσει τον καρκίνο) απέτυχαν να βελτιώσουν τη θεραπεία του καρκίνου του παγκρέατος.
Το 95% αυτών των όγκων προκαλούνται από μεταλλάξεις στο ογκογονίδιο KRAS. Τα ογκογονίδια είναι γονίδια που, εφόσον μεταλλαχθούν, είναι ικανά να προκαλέσουν τη μετατροπή ενός φυσιολογικού κυττάρου σε καρκινικό κύτταρο. Το KRAS είναι ένα γονίδιο που λειτουργεί ως διακόπτης on/off. Κανονικά, το KRAS ελέγχει τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό. Όταν μεταλλάσσεται, ωστόσο, τα κύτταρα αρχίζουν να αναπτύσσονται ανεξέλεγκτα και να πολλαπλασιάζονται –χαρακτηριστικό των καρκινικών κυττάρων. Μέχρι στιγμής, τα ογκογονίδια KRAS δεν έχουν καταφέρει να στοχοποιηθούν από φάρμακα.
Τα παγκρεατικά αδενοκαρκινώματα περιβάλλονται από άφθονο ινώδη συνδετικό ιστό που αναπτύσσεται γύρω από ορισμένους τύπους όγκων. Στην περίπτωση του αδενοκαρκινώματος των παγκρεατικών πόρων, αυτός ο ιστός σχηματίζει ένα φράγμα που εμποδίζει τα κύτταρα που αναγνωρίζουν και επιτίθενται στα καρκινικά κύτταρα -ονομάζονται κυτταροτοξικά Τ λεμφοκύτταρα- να φτάσουν στο εσωτερικό της μάζας του όγκου και να σκοτώσουν τα κύτταρα του. Αυτό καθιστά άχρηστες τις θεραπείες ανοσοθεραπείας.
Για αυτούς τους λόγους, το αδενοκαρκίνωμα των παγκρεατικών πόρων συνεχίζει να θεραπεύεται με φάρμακα που καταστρέφουν τα καρκινικά κύτταρα αλλά μπορούν επίσης να καταστρέψουν και τα υγιή κύτταρα. Οι επιλογές περιλαμβάνουν το Demcitabine, που εγκρίθηκε το 1997, και το Nab-paclitaxel, ένα σκεύασμα με βάση την πακλιταξέλη. Ακόμα κι αν μια τέτοια θεραπεία είναι μια επιλογή, συνήθως παρατείνει τη ζωή των ασθενών μόνο για μερικές εβδομάδες, μια οριακή βελτίωση στην καλύτερη περίπτωση.
Τα τελευταία χρόνια, ωστόσο, μια σειρά από μελέτες έχουν ρίξει φως σχετικά με τους μοριακούς μηχανισμούς που είναι υπεύθυνοι για την έναρξη και την εξέλιξη αυτής της νόσου. Σήμερα γνωρίζουμε ότι οι περισσότεροι από αυτούς τους όγκους προκαλούνται από μεταλλάξεις στο ογκογονίδιο KRAS. Οδηγούν σε καλοήθεις αλλοιώσεις που προκαλούν πρόσθετες μεταλλάξεις σε μια σειρά από ογκοκατασταλτικά γονίδια, τα οποία συνήθως επιδιορθώνουν λάθη στο DNA, επιβραδύνουν την κυτταρική διαίρεση ή λένε στα κύτταρα πότε να πεθάνουν. Τα μεταλλαγμένα κύτταρα μπορούν να αναπτυχθούν εκτός ελέγχου και σε αυτό το πλαίσιο να εξελιχθούν σε κακοήθη αδενοκαρκίνωμα των παγκρεατικών πόρων. Αν και αυτή η διαδικασία είναι σχετικά γνωστή, δεν είχε άμεσο αντίκτυπο στην ανάπτυξη νέων και πιο αποτελεσματικών θεραπειών.
Σε αναζήτηση νέων στρατηγικών
Πολλαπλές στρατηγικές μελετώνται επί του παρόντος σε μια προσπάθεια αναστολής της ανάπτυξης αυτών των όγκων εμποδίζοντας την ανάπτυξη είτε των καρκινικών κυττάρων είτε του περιβάλλοντος «θωρακισμένου» συνδετικού ιστού τους. Στο εργαστήριό μας, επικεντρωθήκαμε στο μπλοκάρισμα των οδών σηματοδότησης που μεσολαβούν στην ογκογόνο δραστηριότητα των ογκογονιδίων KRAS.
Πριν από μια δεκαετία, το εργαστήριό μας αποφάσισε να χρησιμοποιήσει γενετικά τροποποιημένα μοντέλα όγκου ποντικού ικανά να αναπαράγουν τη φυσική ιστορία του ανθρώπινου αδενοκαρκινώματος των παγκρεατικών πόρων. Το κάναμε αυτό για να αναλύσουμε το θεραπευτικό δυναμικό των κύριων συστατικών των μονοπατιών σηματοδότησης KRAS. Αυτές οι μελέτες αποκάλυψαν τον λόγο για τον οποίο τα φάρμακα που δοκιμάστηκαν μέχρι στιγμής έχουν αφόρητα τοξικά αποτελέσματα, με τα ποντίκια να πεθαίνουν μέσα σε αρκετές εβδομάδες: στοχεύουν ορισμένες πρωτεΐνες που είναι απαραίτητες για τη δυναμική κατάσταση ισορροπίας που είναι η προϋπόθεση της βέλτιστης λειτουργίας των κυττάρων.
Αυτές οι κρίσιμες πρωτεΐνες είναι κυρίως κινάσες, ένζυμα που μπορούν να τροποποιήσουν τον τρόπο λειτουργίας άλλων μορίων. Παίζουν κρίσιμο και πολύπλοκο ρόλο στη ρύθμιση της κυτταρικής σηματοδότησης και ενορχηστρώνουν διαδικασίες όπως η ορμονική απόκριση και η κυτταρική διαίρεση. Αυτά τα αποτελέσματα μπορεί να εξηγήσουν γιατί οι αναστολείς σηματοδότησης KRAS που δοκιμάστηκαν μέχρι τώρα απέτυχαν σε κλινικές δοκιμές. Από την άλλη πλευρά, η αφαίρεση άλλων κινασών σηματοδότησης δεν είχε τοξικές παρενέργειες, αλλά δεν είχε επίσης καμία επίδραση στην ανάπτυξη του όγκου. Από τις περισσότερες από 15 κινάσες που εμπλέκονται στη μετάδοση σημάτων από το ογκογονίδιο KRAS, μόνο τρεις εμφάνισαν σημαντικά θεραπευτικά οφέλη χωρίς να προκαλέσουν απαράδεκτες παρενέργειες. Αυτά είναι: το RAF1, το EGFR (epidermal growth factor receptorR) και το CDK4.
Δουλεύει! (σε ποντίκια)
Σε αρχικές μελέτες, παρατηρήσαμε ότι η εξάλειψη (μέσω γενετικού χειρισμού) της έκφρασης ορισμένων από αυτές τις τρεις κινάσες απέτρεψε να εμφανιστεί αδενοκαρκίνωμα των παγκρεατικών πόρων που προκαλείται από το ογκογονίδιο KRAS. Ωστόσο, η εξάλειψή του σε ζώα με προχωρημένους όγκους δεν είχε σημαντικά θεραπευτικά αποτελέσματα. Αυτά τα αποτελέσματα μας έκαναν να αναρωτηθούμε εάν θα ήταν δυνατό να εξαλειφθούν περισσότερες από μία κινάσες ταυτόχρονα χωρίς να αυξηθούν οι τοξικές επιδράσεις.
Όπως περιγράφεται στην εργασία μας που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Cancer Cell, η εξάλειψη της έκφρασης των RAF1 και EGFR προκάλεσε την πλήρη αναστροφή των προηγμένων αδενοκαρκινωμάατων των παγκρεατικών πόρων στο 50% των ποντικών. Αυτήν τη στιγμή μελετάμε αν μπορούμε να το αυξήσουμε καταργώντας επίσης το CDK4.
Η ανάλυση του παγκρέατος των ζώων στα οποία δεν ήμασταν πλέον σε θέση να παρατηρήσουμε όγκους με απεικονιστικές τεχνικές αποκάλυψε την πλήρη απουσία βλαβών σε δύο από αυτά. Δύο ποντίκια εμφάνισαν κάποιους μη φυσιολογικούς πόρους, πιθανώς υπολειμματικές ουλές από τον όγκο. Άλλα είχαν μικρο-μάζες όγκου του ενός χιλιοστού του μεγέθους του αρχικού όγκου. Η μελέτη αυτών αποκάλυψε την παρουσία καρκινικών κυττάρων, στα οποία η έκφραση των δύο στόχων, του EGFR και του RAF1, δεν είχε εξαλειφθεί πλήρως, ένα κοινό τεχνικό πρόβλημα σε αυτό το είδος μελέτης.
Είναι σημαντικό ότι αυτά τα αποτελέσματα δεν παρατηρήθηκαν μόνο σε ποντίκια. Η αναστολή της έκφρασης αυτών των δύο πρωτεϊνών σε κύτταρα που προέρχονται από εννέα στα δέκα ανθρώπινα αδενοκαρκινώματα ήταν επίσης ικανά να εμποδίσουν τον πολλαπλασιασμό τους in vivo όταν μεταμοσχεύθηκαν σε ανοσοκατασταλμένους ποντικούς καθώς και σε καλλιέργειες in vitro.
Από εδώ και πέρα
Ενώ αυτά τα αποτελέσματα έχουν παρατηρηθεί μόνο σε ένα υποσύνολο ποντικών προς το παρόν, η σημασία τους έγκειται στο γεγονός ότι είναι η πρώτη φορά που κατέστη δυνατή η πλήρης εξάλειψη των προχωρημένων όγκων. Αυτές οι παρατηρήσεις είναι σαφώς σημαντικές για την ανάπτυξη θεραπειών που βασίζονται στην αναστολή του RAF1 και του EGFR, αλλά αντιπροσωπεύουν μόνο ένα πρώτο βήμα σε έναν μακρύ, σκληρό δρόμο.
Πρώτον, είναι σημαντικό να εντοπιστούν οι διαφορές μεταξύ των αδενοκαρκινωμάτων των παγκρεατικών πόρων που ανταποκρίνονται στη συνδυασμένη εξάλειψη του RAF1 και του EGFR και εκείνων που είναι ανθεκτικά. Όπως περιγράφεται στην εργασία μας, η ανάλυση αυτών των δύο τύπων όγκων αποκάλυψε ότι δεν είναι ενεργοί με τον ίδιο τρόπο –πάνω από 2.000 γονίδια εκφράζονται διαφορετικά.
Για να συνεχίσουμε τις δοκιμές μας με γενετικά τροποποιημένα ποντίκια, το άμεσο αλλά όχι λιγότερο δύσκολο έργο είναι η ανάπτυξη ειδικών αναστολέων RAF1. Πράγματι, επί του παρόντος έχουμε μόνο ισχυρά φάρμακα κατά του δεύτερου στόχου, του EGFR.
Υπάρχουν τέσσερις πιθανές προσεγγίσεις:
- Δημιουργία εκλεκτικών αναστολέων για τη δράση της κινάσης.
- Δημιουργία αναστολέων για τη δέσμευσή του στο ογκογονίδιο KRAS.
- Δημιουργία αναστολέων για την αλληλεπίδρασή του με στόχους τελεστών που μεταδίδουν ογκογόνο σηματοδότηση με τη μεσολάβηση του RAF1.
- Αποδόμηση της πρωτεΐνης RAF1 με φάρμακα.
Ο σχεδιασμός αναστολέων της δραστηριότητας της κινάσης RAF1 φαίνεται να είναι η πιο προσιτή επιλογή, δεδομένης της εμπειρίας της φαρμακευτικής βιομηχανίας στο σχεδιασμό αυτού του τύπου μορίου. Το πρόβλημα έγκειται στο γεγονός ότι υπάρχουν δύο άλλες κινάσες της ίδιας οικογένειας, η ARAF και η BRAF, των οποίων τα καταλυτικά κέντρα (ο «ενεργός πυρήνας» των ενζύμων) είναι σχεδόν πανομοιότυπα. Οι αναστολείς κινάσης RAF1 στοχεύουν επίσης αυτές τις άλλες κινάσες, οι οποίες προκαλούν παράπλευρες βλάβες. Αυτά που δοκιμάστηκαν μέχρι σήμερα έχουν προκαλέσει υψηλές τοξικότητες και οι κλινικές δοκιμές έπρεπε να σταματήσουν.
Η συνέχιση της ανάπτυξης αποτελεσματικών μορίων που είναι ικανά να μπλοκάρουν τη δραστηριότητα της κινάσης RAF1 σε ασθενείς με αδενοκαρκίνωμα των παγκρεατικών πόρων δεν θα είναι εύκολη. Σίγουρα θα χρειαστεί περισσότερος χρόνος από ό,τι ελπίζουμε, αλλά τουλάχιστον έχει ήδη σκιαγραφηθεί ένας οδικός χάρτης που μας δείχνει πώς να συνεχίσουμε να προχωράμε.
