Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) ja veel viie asutuse teadlased on kasutanud vähiravimite avastamisel ebatavalist lähenemist, et teha kindlaks uus võimalik ravi ägeda müeloidse leukeemia (AML) raviks. Nagu teatati 3. augusti ajakirjas Nature Online, on teadlased määratlenud valgu nimega Brd4 kui uudset ravimi sihtmärki AML-i jaoks, mis on agressiivne verevähk, mis on praegu ravimatu 70% patsientidest. Brd4 aktiivsust inhibeerivat ravimühendit kasutades suutsid teadlased haigust eksperimentaalsetes mudelites maha suruda.
"Ravimikandidaat ei avalda mitte ainult märkimisväärset leukeemiavastast toimet agressiivsete haigusmudelite korral ja erinevate AML-i geneetiliste alatüüpidega patsientide rakkude vastu, vaid on ka minimaalselt toksiline mittevähirakkudele," ütleb CSHL-i teadlane. Chris Vakoc, M. D., Ph. D., kes juhtis meeskonda. "Tensha Therapeutics arendab seda ravimit praegu vähihaigete ravimiseks ja see peaks osalema kliinilistes uuringutes kahe aasta jooksul."
Käesolevas uuringus kirjeldatud RNAi ekraanil tuvastatud valgu sihtmärk Brd4, mis sisaldab eraldi domeeni või piirkonda, mida tuntakse bromodomeenina, kuulub BET-valkude perekonda, mis aitab reguleerida geeniekspressiooni. "Lugedes" teatud epigeneetilisi märke või keemilisi silte, mis on seotud kromatiiniga – DNA ja valkude kombineeritud paketiga, mille ümber see on keritud raku tuumas – aitab Brd4 kontrollida mustrit, millised geenid sisse lülitatakse ja kuidas need töötavad.
"Vähk on selgelt geneetiline haigus, kuid me mõistame ka seda, et epigeneetilised muutused geenide ekspressioonis aitavad kaasa vähirakkude kontrollimatule kasvule," ütleb Vakoc. Vähirakud kasutavad seda muutunud epigeneetilist maastikku oma rakukasvuprogrammide juhtimiseks ära.
Vakoc ja teised teadlased on haaranud kinni ideest sekkuda sellesse epigeneetilisesse sõltuvusse, et pöörata tähelepanu vähile. "Vähktõve progresseerumise ajal omandatud epigeneetilised muutused on potentsiaalselt pöörduvad ja seetõttu vastuvõtlikud ravimite sekkumisele, " selgitab ta. Kuna see arusaam on nende vähiravi uute ravimeetodite leidmise strateegia selgroog, "hakkasime süstemaatiliselt otsima, mida vähk vajab, et end edasi hoida, et leida viis selle vähktõve teguri sulgemiseks ja uue ravi väljatöötamiseks."
RNAi sõeluuring paljastab AML-i soomuste lõhede
Selleks pöördus meeskond RNAi sõeluuringu poole AML-i hiiremudelites – lähenemist, mis töötati välja ja täiustati varem Scott Lowe'i ja Greg Hannoni laborites CSHL-is. RNAi ekraanil viiakse leukeemiat põhjustavate mutatsioonidega hiirtele väikesed juuksenõelakujulised RNA (shRNA) tükid, mis suudavad välja lülitada teatud geenid – antud juhul need, mis kodeerivad epigeneetilisi valke.
Käesolevas uuringus kandsid hiired nii onkogeeni nras kui ka MLL geeni ümberkorraldatud vorme – mutatsioone, mida leiti sageli patsientidel, kelle leukeemia on standardse keemiaravi suhtes resistentne ja on seega seotud halva prognoosiga. Töörühma kasutatud eksperimentaalses mudelis indutseeriti või lülitati shRNA-d leukeemiaga hiirtel sisse, lisades nende joogivette doksütsükliini.
"Leukeemiliste rakkude ellujäämiseks vajaliku geeni välja lülitava shRNA esilekutsumine võib viia haiguse täieliku remissioonini," selgitab Johannes Zuber, endine CSHL-i järeldoktor Lowe'i laboris, kes aitas seda lähenemisviisi välja töötada. kes on hiljuti asutanud oma rühma Viini molekulaarpatoloogia uurimisinstituudis (IMP)."See võime kasutada shRNA-d vähivastase ravimi toime simuleerimiseks illustreerib selle lähenemisviisi võimsust."
Seda lähenemisviisi täiustades tuvastasid Zuber, Lowe ja tema kolleegid valgu nimega Myb kui AML-i teise potentsiaalse terapeutilise sihtmärgina, nagu on kirjeldatud hiljuti avaldatud dokumendis. Töö, mis näitab, et Myb aktiivsuse pärssimine likvideerib ka AML-i hiirtel, pani aluse ekraani väljatöötamiseks praeguses uuringus, milles tuvastati Brd4 kui AML-i ravitav sihtmärk.
Ühes eksperimendis, milles uuriti enam kui 1000 shRNA-d, mis olid suunatud 243 teadaolevale kromatiini epigeneetilisele regulaatorile, keskendus teadlaste meeskond ühele sihtmärgile – Brd4-le. Brd4 allasurumine shRNA-ga põhjustas rakutsükli dramaatilise seiskumise ja leukeemiliste rakkude surma, leukeemia progresseerumise märkimisväärse viivituse ning pikendas oluliselt leukeemiliste loomade ellujäämist.
Tiim kinnitas, et Brd4 väljalülitamine ajas rööbastelt välja rakulise protsessi, mida peeti AML-i tunnuseks – leukeemiliste tüvirakkude ebanormaalne eneseuuenemine ja nende suutmatus oma diferentseerumis- või küpsemisprotsessi lõpule viia."Leidsime, et Brd4 allasurumine omakorda kahandab Myc-nimelise valgu taset ja aktiivsust, mis arvatakse säilitavat leukeemilisi tüvirakke," selgitab Vakoci labori kraadiõppur Junwei Shi, kes töötas koos Zuberiga nende jõupingutuste eestvedamisel.
Uudne AML-i ravimikandidaat
Need avastused ajendasid tegema koostööd CSHL-i meeskonna ja Dana-Farberi Vähiinstituudi onkoloogi ja keemiabioloogi James Bradneri (MD) vahel, kes oli ootamatult varem välja töötanud Brd4 väikese molekulaarse inhibiitori JQ1. Koostöös leidsid CSHLi ja Harvardi meditsiinikooli rühmad, et JQ1, mis reprodutseerib kõiki Brd4 shRNA katsetes täheldatud leukeemiavastaseid toimeid, on ideaalne ravimikandidaat.
"Meie põhjalik hindamine JQ1 tundlikkuse kohta primaarsetes inimese leukeemia proovides ja väljakujunenud rakuliinides on näidanud, et see esimese põlvkonna ühend on laias laastus aktiivne erinevate AML alatüüpide vastu," ütleb Vakoc, kes loodab, et teise põlvkonna ravim nagu ühendi derivaadid, mida praegu arendatakse, on patsientidel suurem kliiniline kasulikkus."Samuti on meil hea meel, et leidsime farmakoloogilise viisi Myc-i pärssimiseks, mis mängib rolli paljudes onkogeensetes radades ja on enamiku vähivormide puhul reguleerimata," ütleb Lowe.
"See uuring tõstab esile RNAi sõeluuringu kui ravimite avastamise platvormi kasutamata potentsiaali, mida Chris ja teised CSHL-i teadlased kohandavad, et tuvastada ravimikõlblikud sihtmärgid teist tüüpi vähktõve, nagu eesnäärme- ja kõhunäärmevähk ning melanoom, jaoks. ütleb CSHL-i president Bruce Stillman, Ph. D. "Selle lähenemisviisi edu viitab ka CSHL-i vähiuuringute programmi tugevusele, kus meie jõupingutused patsientide üksikute vähktõve põhjuste kohta teabe leidmisel muudetakse kiiresti uudsete ravimite väljatöötamiseks, mis võivad kliiniku patsientidele kohe kasu tuua."
Selle uurimistöö jaoks rahastas peamiselt Don Monti mälestusuuringute sihtasutus.
