5 minute read
Sorafenibin terapeuttinen vaikutus
Sorafenibin terapeuttinen vaikutus maksasolu-
Klassinen proteiinikinaasi-inhibiittori sorafenibi on yleisesti käytössä maksasolusyövän hoidossa. Tutkimuksessa on havaittu, että sen vaikutus hepatosellulaarisyövässä on riippuvainen myös LXR-tumareseptorin aktivaatiosta. Raf-kinaasiinhibition ja LXR-agonismin yhdistäminen on uusi lähestymistapa maksasolusyövän hoitoa kehitettäessä.
Professori ANTTI POSO työskentelee Itä-Suomen yliopiston Farmasian laitoksella sekä Tübingenin yliopistollisessa sairaalassa Saksassa.
Maksasolusyöpä (hepatosellulaarinen karsinooma, HCC) on yleisin maksan syöpäsairaus (noin 85–90 % osuus maksan pahanlaatuisista kasvaimista), ja sen esiintyvyyden voidaan olettaa edelleen kasvavan lähivuosina ei-alkoholiperäisen rasvamaksataudin (NAFLD) yleistymisen vuoksi.1 Käytännössä kirurginen hoito on ainoa todellinen vaihtoehto potilaan parantamiseksi, mutta valitettavan usein tämä ei ole mahdollista.
Lääkehoidossa tyrosiinikinaasi-inhibiittorit sorafenibi, regorafenibi, lenvatinibi ja kabotsantinibi ovat käytännössä ainoat vaihtoehdot.2 Yhtenä ongelmana lääkehoidon kehittämisessä on ollut HCC:n geneettinen heterogeenisyys ja sen kyky vastustaa perinteisiä solunsalpaajahoitoja. Edellä mainittujen kinaasi-inhibiittorien teho ei ole optimaalinen, mutta koska viimeisimmät faasi III -tason tutkimukset immuunivasteen vapauttajilla ovat tuottaneet
negatiivisen tuloksen,3,4 ovat hoitovaihtoehdot vähissä. Käytännössä sorafenibi ja muut proteiinikinaasi-inhibiittorit ovat ainoita nyt käytettävissä olevia lääkkeitä HCC:n hoidossa.
Sorafenibin vaikutuksen maksasolusyövässä on tähän asti oletettu välittyvän kinaasi-inhibition kautta. Tübingenin yliopiston johtamassa kansainvälisessä tutkimushankkeessa pystyttiin kuitenkin osoittamaan,5 että kinaasieston ohella sorafenibi vaikuttaa myös tumareseptori LXRα:n aktivaation kautta. Käyttämällä hyödyksi CSC:n supertietokonepalveluja ja molekyylimallinnusta sorafenibin ennustettiin voivan toimia suorana LXRα-tumareseptorin agonistina. Tämä myös vahvistetiin niin in vitro (Kd = 445nM) kuin solukokeillakin.
Merkittävää tässä havainnossa on se, että LXRα-aktivaatio pystyi myös selittämään erot sorafenibiin reagoivan ja resistentin HCC:n välillä. Syöpäsoluilla, jotka reagoivat sorafenibihoitoon, LXR-RXR-heterodimeerisen tumareseptorin induktio oli voimakasta, kun puolestaan hoitoon reagoimattomista kasvaimista saaduissa näytteissä vastaavaa induktiota ei pystytty havaitsemaan.
Pelkkä LXRα-aktivaatio ei kuitenkaan riittänyt aiheuttamaan syöpäsolujen kasvun estoa, vaan myös Raf-1-kinaasin inhibitio on tälle vaikutukselle välttämätöntä. Yhdistämällä Raf-inhibitio ja LXRα-aktivaatio kyettiin myös pysäyttämään hoidolle resistenttien HCC-kasvainten kasvu.
LXR-tumareseptorin rooli sorafenibin terapeuttisessa vaikutuksessa
LXRα-reseptori on keskeisessä osassa rasvahappojen de novo -synteesissä, kun puolestaan LXRß on osallisena kolesterolin soluunoton kautta välittyvään syöpäsolujen kuolemaan.6 On huomattava, että HCC-solumalleilla tehtyjen kokeiden perustella Raf-LXR:n synergistinen vaikutus rajoittuu vain LXRα-alatyyppiin. Pelkkä LXRα-aktivaatio johtaa solussa tyydyttymättömien rasvahappojen pitoisuuden kasvuun, eikä tällä saavuteta suotuisia vaikutuksia syöpäsolukossa.
Tilanne muuttuu radikaalisti, kun yhdistetään Raf-inhibitio ja LXRα-aktivaatio, joka nostaa erityisesti tyydyttyneiden rasvahappojen pitoisuutta. Kuten todettu, tyydyttyneiden rasvahappojen kertymisestä syöpäsoluun aiheutuu edelleen oksidatiivisen stressin laukaisema apoptoosi. Tyydyttyneet rasvahapot ovat normaalistikin soluissa esiintyviä toksisia metaboliitteja,7 mutta kombinoidun Raf-LXR:n vaikutuksen ansiosta niiden pitoisuus kasvaa yli kriittisen rajan ja käynnistää apoptoosin.
Raf-kinaasin merkitys lipidien aineenvaihdunnassa
Hankkeen yhteydessä havaittu Raf-kinaasin vaikutus lipidien aineenvaihduntaan on yhteydessä SCD1-entsyymin toimintaan.8 Tämä entsyymi on kriittinen osa prosessia, jossa tyydyttyneet C16/C18-rasvahapot muutetaan tyydyttymättömiksi rasvahapoiksi.9 Suoritettujen kokeiden perusteella Raf-1-kinaasi muodostaa soluissa proteiini-proteiinikompleksin SCD1entsyymin kanssa. Raf-SCD1:n assosiaatio suojaa SCD1-entsyymiä proteasomin kautta tapahtuvalta hajoamiselta.
Sorafenibi kuuluu klassisiin DFG-out-kinaasiinhibittoreihin, jotka vaikuttavat kohdekinaasiin sen inaktiivisessa konformaatiossa (tästä aiheesta kiinnostuneen lukijan kannattaa tutustua Roskoskin erinomaiseen katsausartikkeliin10).
Sen lisäksi, että itse inhibiittorin sitoutumistasku on eri muodossa kuin aktiivisessa DFGin-konformaatiossa, myös kinaasin muissa osissa on selkeitä rakenteellisia muutoksia. Nyt esillä olevassa tutkimuksessa havaittiinkin, että SCD1-entsyymin pitoisuuden muutokset tulivat näkyville vain, kun Raf-1-kinaasiin vaikutettiin DFG-out-inhibiittoreilla, kuten sorafenibi, BI-882370 tai LY-3009120. Kaikissa näissä tapauksissa immuunisaostus myös vahvisti, että
Raf-1/SCD1-kompleksin muodostumien estyi inhibiittorin sitoutumisen johdosta. Milloin Rafinhibiittorina oli ns. DFG-in-yhdiste (eli aktiiviseen kinaasikonformaatioon sitoutuva molekyyli), ei vaikutusta SCD1-proteiiniin ollut nähtävissä. Lisäksi voitiin immuunisaostuksella varmistaa, että DFG-in-inhibiittorien sitoutuessa Raf-1-kinaasiin ei Raf-1/SCD1-kompleksissa tapahtunut muutoksia.
Farmakologisesti aikaansaatu lipotoksisuus
Tutkimuksen viimeisenä kriittisenä osana oli varmistaa, voidaanko sorafenibin ja LXRαaktivaattorin T090131711 kombinaatiolla saavuttaa haluttu vaikutus syöpämalleissa in vivo. Terveillä C57BL/6-hiirillä ei havaittu mitään merkittäviä haittavaikutuksia 6 kk:n hoidon jälkeen. NASH-HCC-hiirillä tehdyt kokeet myös varmistivat, että hoito on sekä tehokasta että omaa riittävän terapeuttisen ikkunan. Näiden in vivo -kokeiden ohella myös potilasnäytteistä saatujen eri HCC-solulinjojen avulla pystyttiin varmistamaan voimakas antituumorivaikutus LXRα-aktivaation ja Raf-1-inhibition yhdistelmällä.
Pohdinta
Nyt esillä oleva tutkimus ja samaan aikaan julkaistu erillinen tutkimus12 eivät luonnollisesti itsessään vielä varmista, että nyt esitelty lääkehoito olisi tehokas HCC:n hoidossa. Laajempien kliinisten kokeiden aloittamisen tiellä on valitettavasti vielä selkeitä esteitä. Kliinisessä käytössä on toki olemassa jo nyt tehokas DFG-in-Raf1-inhibiittori sorafenibi, mutta ongelmana on selektiivisen LXRα-agonistin puuttuminen. Kliinisissä kokeissa on käytössä jo nyt useita LXRaktivaattoreita, mutta näiden ongelmana on niiden osittainen selektiivisyys LXRß-reseptoria kohtaan.
LOPUkSI: Tämä tutkimus osoittaa, että jo entuudestaan tunnettujen lääkeaineiden vaikutusmekanismien tarkempi tutkiminen niin perustutkimuksen kuin myös kliinisen vaiheen osalta on erittäin perusteltua. Jo vakiintuneetkin lääkeaineet voivat avata uusia mekanismeja ja hoitovaihtoehtoja vaikeasti hoidettaviin sairauksiin.
Lähteet:
1. Anstee QM, Reeves HL, Kotsiliti E, Govaere O, Heikenwalder M. From NASH to HCC: current concepts and future challenges. Nat Rev Gastroentero. 2019;16(7): 411-428. 2. Llovet JM, Montal R, Sia D, Finn RS. Molecular therapies and precision medicine for hepatocellular carcinoma. Nat Rev Clin Oncol. 2018;15(10): 599-616. 3. Finn RS, Ryoo B-Y, Merle P, et al. Pembrolizumab As Second-Line Therapy in Patients With Advanced Hepatocellular Carcinoma in KEYNOTE-240: A Randomized, Double-Blind, Phase III Trial. J Clin Oncol. 2020;38(3): 193-202. 4. Dyhl-Polk A, Mikkelsen MK, Ladekarl M, Nielsen DL. Clinical Trials of Immune Checkpoint Inhibitors in Hepatocellular Carcinoma. J Clin Medicine. 2021;10(12): 2662. 5. Rudalska R, Harbig J, Snaebjornsson MT, et al. LXRα activation and Raf inhibition trigger lethal lipotoxicity in liver cancer. Nat Cancer. 2021: 1-17. 6. Villa GR, Hulce JJ, Zanca C, et al. An LXR-Cholesterol Axis Creates a Metabolic Co-Dependency for Brain Cancers. Cancer Cell. 2016;30(5): 683-693. 7. Zámbó V, Simon-Szabó L, Szelényi P, Kereszturi Éva, Bánhegyi G, Csala M. Lipotoxicity in the liver. World J Hepatology. 2013;5(10): 550-557. 8. Zhang X, Liu J, Su W, et al. Liver X receptor activation increases hepatic fatty acid desaturation by the induction of SCD1 expression through an LXRα-SREBP1c-dependent mechanism. J Diabetes. 2014;6(3): 212-220. 9. Ntambi JM, Miyazaki M. Recent insights into stearoyl-CoA desaturase-1. Curr Opin Lipidol. 2003;14(3): 255-261. 10. Roskoski R. Classification of small molecule protein kinase inhibitors based upon the structures of their drug-enzyme complexes. Pharmacol Res. 2016;103: 26-48. 11. Terasaka N, Hiroshima A, Koieyama T, et al. T-0901317, a synthetic liver X receptor ligand, inhibits development of atherosclerosis in LDL receptor-deficient mice. Febs Lett. 2003;536(1-3): 6-11. 12. Edeline J, Karwal M, Zhu AX, et al. RECIST v1.1 and irRECIST outcomes in advanced HCC treated with pembrolizumab (pembro). J Clin Oncol. 2020;38(4_suppl): 528-528.
SIDONNAISUUDET: Ei ole. Tutkimus on saanut rahoitusta Suomen Akatemialta ja EU:n H2020-ohjelmalta.
