CC BY
11
DOI: https://doi.org/10.17650/1726-9784-2021-20-4-33-41
(ce)
Роль новой изоформы ALK в диагностике и таргетной терапии меланомы кожи
К.С. Титов1' 2, А.А. Маркин1, А.М. Казаков3, С.В. Чулкова3- 4
'ГБУЗ «Московский клинический научный центр им. А.С. Логинова Департамента здравоохранения г. Москвь»; Россия, 111123 Москва, шоссе Энтузиастов, 86;
2ФГАОУВО «Российский университет дружбы народов»; Россия, 117198 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 21, корп. 3; 3ФГБУ«Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России; Россия, 115478 Москва, Каширское шоссе, 24;
ФГАОУВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России; Россия 117997Москва, ул. Островитянова, 1а
Контакты: Александр Андреевич Маркин markinalexander1993@yandex.ru
Открытия фундаментальной науки последних десятилетий в области онкологии привели к появлению новых высокоэффективных противоопухолевых препаратов: таргетных и ингибиторов иммунных контрольных точек, применение которых вызвало прорыв в лечении онкологических заболеваний, особенно в терапии меланомы кожи. Меланома по-прежнему остается одной из самых злокачественных опухолей. Каждый год в мире увеличивается доля пациентов, резистентных к таргетной терапии и иммунотерапии. У онкологов остается крайне мало опций лечения меланомы после развития резистентности к лекарственной терапии. На данный момент одними из самых распространенных препаратов в лечении меланомы кожи являются BRAF-ZMEK-ингибиторы, поскольку мутация BRAF в меланоме обнаруживается у 40-60 % пациентов. Однако через 6-8 мес может возникать резистентность к данной таргетной терапии у половины таких пациентов. В связи с этим ученые всего мира ищут новые молекулярные мишени для таргетных препаратов, одним из подходов может служить ингиби-рование новой изоформы киназы анапластической лимфомы (ALK).
Цель исследования - систематизировать данные ведущих исследований по изучению новой изоформы АLK и определить наиболее перспективные направления ее дальнейшего изучения.
В работе проанализированы 6 наиболее крупных исследований за последние 5 лет, посвященных новой изо-форме АLK.
Совместное ингибирование новой изоформы АLKи BRAFV600 показало положительные результаты в нескольких исследованиях с различными уровнями экспрессии ALKATI (альтернативная инициация транскрипции АLK). Новая изоформа АLK может стимулировать онкогенез только в пределах определенного «порогового» уровня экспрессии. Иммуногистохимическое исследование не может быть основным методом определения экспрессии новой изоформы АLK ввиду его низкой чувствительности. Практически во всех исследованиях установлено, что опухоли с транслокацией ALK отвечали на терапию ингибиторами ALK.
Несмотря на то что в последние годы активно изучается роль новой изоформы ALK, до сих пор не определен оптимальный метод оценки экспрессии ALKATI в рутинной практике. Для понимания эффективности применения ингибиторов ALK в комбинации с BRAF- и ERK-ингибиторами необходимы дополнительные исследования. Кроме того, представляют интерес блокада способствующих развитию резистентности к терапии внеклеточных везикул и изучение роли интерлейкина 3 в ингибировании ALKATI.
Ключевые слова: метастатическая меланома, таргетная терапия, ингибиторы BRAF, АLK (киназа анапластической лимфомы), ALKATI (альтернативная инициация транскрипции АLK), BRAFV600, лекарственная резистентность
Для цитирования: Титов К.С., Маркин A.A., Казаков А.М., Чулкова С.В. Роль новой изоформы ALK в диагностике и таргетной терапии меланомы кожи. Российский биотерапевтический журнал 2021;20(4):33-41. DOI: 10.17650/ 1726-9784-2021-20-4-33-41.
The role of a new ALK isoform in the diagnosis and targeted therapy of skin melanoma
Konstantin S. Titov1,2, Alexander A. Markin1, Alexey M. Kazakov3, Svetlana V. Chulkova3,4
'A.S. Loginov Moscow Clinical Scientific Center, Moscow Healthcare Department; 86Entuziastov Shosse, Moscow 111123, Russia;
2RUDN University; Bld. 3, 21 Miklukho-Maklaya St., Moscow 117198, Russia;
3N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology of the Ministry of Health of Russia; 24 Kashirskoe Shosse, Moscow 115478, Russia;
4N.I. Pirogov Russian National Research Medical University, Ministry of Health of Russia; 1a Ostrovityanova St., Moscow 117997, Russia
Contacts: Alexander Andreevich Markin markinalexander1993@yandex.ru
Contemporary discoveries of fundamental science in recent decades in the field of oncology have led to the emergence of new highly effective anticancer drugs: targeted drugs and immune checkpoint inhibitors, use of which has made a breakthrough in the treatment of oncological diseases, including skin melanoma. Melanoma is still one of the most cancerous tumors. The number of patients resistant to targeted therapy and immunotherapy increases in the world every year. Oncologists have practically no leverage to influence the disease after the development of resistance to this type of therapy. In this regard, scientists around the world are looking for new application points for targeted drugs. Nowadays, the most common treatment method is BRAF inhibitors, since the BRAF mutation is detected in 40-60 % of patients with skin melanoma. However, the resistance to BRAF inhibitor therapy occur in half cases after 6-8 months. To overcome the resistance to the target therapy is one the most important issue, the studying of new isoform of anaplastic lymphoma kinase (ALK) may help to solve this problem. Purpose of the study - to order the data of the leading researchers of a new isoform of ALK, and reveal the most promising directions for its further progress.
In the article, there are comparisons and analyses the 6 of the largest studies over the past 5 years devoted to a new isoform of ALK.
The joint inhibition of the new ALK isoform and BRAFV600 showed positive results in several studies with different levels of ALKATI expression (alternative initiation of ALK transcription). The new ALK isoform can stimulate oncogenesis only within a certain "threshold" level of expression. Immunohistochemical examination cannot be the main method for determining the expression of a new ALK isoform due to low sensitivity. In almost all studies, tumors with ALK translocation responded to therapy with ALK inhibitors.
Even though that the role of the new ALK isoform has been studied in recent years, the optimal method for evaluating the expression of ALKATI in routine practice has not yet been determined. Additional studies are also needed to understand the effectiveness of the use of ALK inhibitors in combination with BRAF and ERK inhibitors. Of interest is the blockade of extracellular vesicles and the study of the role of interleukin-3 in the inhibition of ALKATI.
Key words: metastatic melanoma, targeted therapy, BRAF inhibitors, ALK (anaplastic lymphoma kinase), ALKATI (alternative initiation of ALK transcription), BRAFV600, drug resistance
For citation: Titov K.S., Markin A.A., Kazakov A.M., Chulkova S.V. The role of a new ALK isoform in the diagnosis and targeted therapy of skin melanoma. Rossiyskiy bioterapevticheskiy zurnal = Russian Journal of Biotherapy 2021,-20(4)33-41. (In Russ.). DOI: 10.17650/1726-9784-2021-20-4-33-41.
Введение
По данным международных эпидемиологических исследований, отмечается стремительный рост заболеваемости меланомой кожи во всем мире — в среднем на 10 % в год [1]. В России за последние 10 лет заболеваемость меланомой кожи увеличилась на 28,72 % и по общему приросту среди всех злокачественных образований кожи занимала 2-е место [2].
Меланома относится к злокачественным опухолям наружных локализаций, но, несмотря на это, она занимает ведущие позиции в структуре смертности от онкологических заболеваний во многих странах мира [3]. Меланома часто отличается крайне агрессивным течением. Даже при современном уровне развития медицины, диагностических и лечебных технологий каждый 3-й случай меланомы заканчивается летальным исходом [4]. Это обусловлено выраженным инвазивным потенциалом опухолевых клеток меланомы и, как следствие, высоким риском прогрессирования, особенно у больных с ПС—ПГО стадиями, у которых, несмотря на использование совре-
менных режимов лекарственной терапии, диссеми-нация меланомы наблюдается в первые 2 года [5]. Одной из причин агрессивности течения меланомы, ее устойчивости к проводимой терапии является наличие популяции опухолевых стволовых клеток, которые имеют абберантные фенотипы с экспрессией маркеров резистентности и характеризуются нарушениями различных сигнальных путей [6—8]. Известно, что клетки меланомы, экспрессирующие CD271, обусловливают резистентность к терапии BRAF-инги-биторами [9]. Необходимо отметить, что изучению сигнальных путей, экспрессии различных генов, молекулярных детерминант опухолевых клеток, участвующих в поддержании выживаемости клеток ме-ланомы и способствующих прогрессии этой опухоли, посвящено немало исследований, которые не только раскрывают уникальное фенотипическое разнообразие меланомы, но и подчеркивают важность разнообразных лечебных подходов [10—12].
Особенно сложной задачей является лечение метастатической меланомы, которая требует комплексного
лечебного подхода, один из компонентов которого — хирургический метод [13]. К сожалению, метастатическая меланома прогностически крайне неблагоприятна, поскольку даже использование новейших таргетных и иммунотропных препаратов не позволяет достичь стойкой ремиссии. Развивающаяся резистентность меланомы к проводимой терапии лишает возможности продолжить лечение такой категории больных. Таким образом, на сегодняшний день существует острая необходимость разработки возможных диагностических и прогностических маркеров, которые в будущем могли бы стать потенциальной мишенью лекарственной терапии. Одним из перспективных маркеров является ALK (Anaplastic lymphoma kinase) — мутация, исследованная при других опухолях (немелкоклеточном раке легкого, анапластиче-ской карциноме щитовидной железы, раке яичников, раке молочной железы и др.) и выявляемая при первичной меланоме кожи в 2—8 % случаев [14]. Существуют 3 изоформы мутантной ALK — ALKATI, ALK"1, EML4-ALK, различающиеся по механизму образования [15, 16]. Мутантная ALK содержит преимущественно интрацеллюлярный домен и обладает повышенной способностью к аутоактивации, что вызывает неконтролируемое деление клеток [17]. Интересно, что мутация ALK может встречаться как отдельно, так и в комбинации с мутацией BRAF. Известно, что у половины больных, получающих таргетную терапию ингибиторами BRAF, через 6—8 мес развивается резистентность [18]. Предполагается, что ALKATI является одним из механизмов резистентности к BRAF-ингибиторам [19]. Это открывает новые перспективы в преодолении данного вида лекарственной устойчивости.
Цель исследования — систематизировать данные ведущих исследований по изучению новой изоформы ALK и определить наиболее перспективные направления ее дальнейшего изучения.
В работе проведен анализ 6 наиболее крупных исследований за последние 5 лет, посвященных новой изоформе ALK: T. Wiesner и соавт. (2015) [20], K.J. Busam и соавт. (2016) [21], K.L. Couts и соавт. (2017) [22], G. Cesi и соавт. (2018) [19], H.T. Niu и соавт. (2020) [23], K.K. Shah и соавт. (2020) [24].
Строение ALK
В конце 80-х годов прошлого столетия была описана повторяющаяся транслокация t(2;5)(p23;q35) в части СD30-позитивных анапластических крупноклеточных лимфом. В 1994 г. был обнаружен реком-бинантный белок слияния трансмембранного рецептора тирозинкиназы анапластической лимфомы (ALK) и нуклеофозмина (NPM), кодируемый соответствующим геном и названный киназой анапла-стической лимфомы. В дальнейших исследованиях
обнаружено более десятка генов слияния транслокаций ALK [25].
Рецептор ALK участвует в миграции, пролиферации и выживании клеток через активацию путей Ras /Raf/MEK/ERK1/2, JAK/ STAT, PI3K/Akt и PLC-y15-8. Белок ALK состоит из 1620 аминокислот, включает в себя внеклеточный домен для связи с 2 лигандами ALK (мидкин и плейотропин), одно-цепочечный трансмембранный рецептор и внутриклеточный домен [26, 27]. Белок ALK должен быть неактивен у взрослых, так как физиологически экс-прессируется только во время эмбриогенеза в нервной системе [26, 28, 29]. С помощью секвенирования последнего поколения обнаружено более 20 различных слияний генов. Наиболее часто встречается слияние NPM1-ALK, на долю которого приходится до 80 % от всех ALK-транслокаций. Перестройки гена ALK с участием EML4 гораздо чаще встречаются при немелкоклеточном раке легких, чем при других опухолях. Транслокации EML4-ALK (echinoderm microtubule-associated protein like 4) имеют более 10 различных вариантов, но в большинстве случаев сосредоточены на интроне 19 [30].
Редкие перестройки в генах ALK встречаются и в других новообразованиях, например при коло-ректальном раке, раке молочной железы, почечно-кле-точном раке, раке пищевода, яичников, анапласти-ческой карциноме щитовидной железы, диффузной В-клеточной лимфоме и злокачественных новообразованиях кожи [31]. Во всех вариантах транслокации ALK, в то время как C-терминальный домен киназы ALK не изменен, на N-терминальном конце находятся активированные промоторы различных генов, усиливающие экспрессию белков слияния. Таким образом, уровень экспрессии ALK зависит от генов слияния. Это также может объяснить разную чувствительность различных белков слияния ALK к ингибиторам тирозин-киназы [32].
Химерные белки ALK активируют множество путей, в том числе PI3K/AKT и MEK/ERK, влияющих на клеточную пролиферацию и апоптоз. Однако, помимо транслокаций, ген ALK может участвовать в других генетических изменениях. Амплификации гена ALK со сверхэкспрессией белка ALK были обнаружены в различных опухолях, включая меланому, мелкоклеточный рак легких, нейробластому, глиобластому, рабдомиосар-кому, рак яичников, молочной железы, астроцитому, саркому Юинга и ретинобластому. Сверхэкспрессия белка ALK встречается редко, поэтому чрезмерная экспрессия ALK может быть вызвана как известными, так и неизвестными генетическими механизмами [33].
Новая изоформа
В 2015 г. в журнале Nature были опубликованы результаты исследования T. Wiesner и соавт., в котором
определили в 11 % тканей меланомы изменение в инициации транскрипции, расположенное в интроне 19, что приводит к экспрессии новой усеченной изофор-мы ALK — ALKATI (alternative transcription initiation, ATI), которая включает в себя длинный конечный повтор (LTR) в интроне 19 и длинную цепь в интроне 18 [20]. Было изучено более 5000 образцов из 15 различных типов опухолей для определения участков альтернативной инициации транскрипции (ATI). ALKATI была обнаружена в 1600 образцах методом секвенирования РНК. Мутации F1174L (ALK™74) и EML4—ALK были обнаружены, главным образом, в цитоплазме или на клеточной мембране. Иммуно-гистохимически подтверждена ядерная и цитоплаз-матическая локализация ALKATI . Была обнаружена онкогенная способность дикого типа, которая согласуется с предыдущими сообщениями о том, что высокая эндогенная экспрессия или геномная амплификация ALK стимулирует онкогенез. Однако установлено, что повышение уровня экспрессии ALKATI не ускоряет формирование и рост опухолевого трансплантата, что указывает на то, что ALKATI может стимулировать он-когенез только в пределах порога экспрессии. Также продемонстрирован ответ пациентов с мутацией ALKATI на терапию стандартными ингибиторами ALK [20].
Встречаемость ALK и методы исследования
Первое время считалось, что мутация ALKATI встречается только в меланомах Шпица [20]. В 2016 г. K.J. Busam и соавт. [21] попытались определить, может ли ALK экспрессироваться в других меланомах, и изучили экспрессию ALKATI в метастатической ме-ланоме кожи. Однако в своем исследовании они использовали иммуногистохимический (ИГХ) метод на 1-м этапе, из-за чего ALKATI -экспрессия была обнаружена лишь в 7 (2,3 %) первичных и 9 (3 %) метастатических опухолях; 5 из 7 опухолей были узловыми меланомами [21]. Такой низкий процент заставил задуматься о целесообразности выявления данной мутации.
В 2017 г. K.L. Couts и соавт. исследовали 45 мела-ном методом полимеразной цепной реакции и обнаружили, что 24,4 % меланом экспрессировали ALK; в 7 из 45 меланом выявлена ALKATI , причем гистологически это были абсолютно разные опухоли (3 узловые, 2 слизистые, 1 поверхностная и 1 акральная) [22]. Такие результаты обнадеживают, несмотря на малую выборку пациентов, так как секвенирование — слишком дорогостоящий метод для использования в рутинной практике, а ИГХ-метод имеет низкую чувствительность (55 %), по данным некоторых исследований [24].
Стоит отметить, что, по данным сравнительного изучения мутаций ALK ИГХ-методом с несколькими клонами моноклональных антител и методом ALK-
FISH, лучшие результаты показал ИГХ-метод с использованием моноклонального антитела клона D5F3A (Cell signaling) [34]. Однако в данном исследовании оценивали опухоли легкого и изучалась только транслокация ALK. При изучении экспрессии ALK у больных меланомой A. Uguen и соавт. [35] не выявили ни одной мутации в серии из 133 больных с метастазами, используя ИГХ-метод с моноклональным антителом клона 5A4 (Novocastra).
В исследовании I. Yeh и соавт. обнаружена лишь 1 мутация слияния SDHA-ALK (ни одной экспрессии ALKATI ) при изучении 122 акральных меланом [36]. По данным G. Cesi и соавт. [19], ИГХ-метод определяет наличие мутации лишь при ее выраженном проявлении (3+). Также они провели изучение данных о пациентах с меланомой, используя базы данных TCGA. Установлено, что у 203 из 470 пациентов имеется мутация BRAFV600, у 111 (23,6 %) пациентов — мутация в ALK, а в 41 случае мутации установлены в обоих генах [28].
В таблице представлены результаты основных исследований новой изоформы ALK.
Роль ингибиторов ALK при лечении пациентов с мутациями гена ALK в меланоцитарных опухолях
Учитывая успех таргетной терапии у пациентов с транслокацией ALK при немелкоклеточном раке легкого и наличие клинически эффективных ингибиторов ALK, в последних исследованиях ученые стремились выявить меланомы с измененными ALK и проанализировать эффективность их ингибиторов.
Уже в исследовании T. Wiesner и соавт. была продемонстрирована терапевтическая эффективность ингибиторов ALK: авторы отмечали регрессию опухоли в ответ на все ингибиторы ALK [20]. Можно было бы сказать, что все исследования проводились на клеточных линиях (NIH3T3, Ba/F3 и melan-a), которые экзогенно экспрессируют ALKATI, а не на клеточных линиях меланомы человека или опухолях, имеющих эндогенную экспрессию ALKATI. Однако у пациента с отрицательной динамикой на фоне иммунотерапии ипилимумабом и ниволумабом, паллиативного облучениия метастазов и химиотерапии дакарбазином наблюдали выраженную регрессию опухоли на фоне ингибиторов ALK. Несмотря на это, результаты последующих исследований оказались противоречивыми [22, 25].
Так, уже в 2017 г. K.L. Couts и соавт. показали, что опухоли с транслокацией EML4-ALK отвечали на ингибиторы ALK, в то время как опухоли с ALKATI никак не реагировали на эти препараты [22]. Все проанализированные в работе меланомы, экспрессиру-ющие ALKATI, имели сопутствующую мутацию или слияние в 1 из распространенных генов-драйверов
Сравнение основных исследований новой изоформы ALK (2015—2020гг.) Comparison of the main studies of a new isofonn ofALK (2015—2020)
Характеристика
aractenstic
Исследовано меланом Researched melanomas
334
T. Wiesner и соавт. (2015) [31
Т. Wiesner et al. (2015) [3]
K.J. Busam и соавт. (2016) [41
K.J. Busam et al. (2016) [4]
603 (303 первичных и 300 метастатических опухолей) 603 (303 primary and 300 metastatic tumors)
K.L. Couts и соавт. (2017) [51
G. Cesi и соавт. (2018) [21
IK.L. Couts et al. (2017) [5]| G. Cesi et al. (2018) [2]
Отобрано 26 x 103 клеток
A375X1 из 20 клонов. В 4 (15%) из 26 случаев выявлена мутация ALK, во всех из них выявлена 45 мутация BRAF
26 х Ю3 А375Х1 cells were selected from 20 clones. In 4(15%) out of 26 cases, an ALK mutation was detected. And the BRAF mutation was detected in all of them
H.T. Niu и соавт. (2020) [61
H.T. Niu et al. (2020) [6]
30 образцов азиатской популяции 30 samples of the Asian population
K.K. Shah и соавт. (2020) [7]
ГЩЯИИ
324 (153 опухоли пациентов с III стадией и 171 опухоль от пациентов с IV стадией) 324(153 tumors from patients of stage III and 171 tumors from patients of stage IV)
Метод исследования Method of investigation
RNA-seq, ИГХ-метод с D5F3 (Cell Signaling) RNA-seq, Immuno-histological analysis with D5F3 (Cell Signaling)
ИГХ-метод (D5F3) с подтверждением Nano String Analysis Immuno-histological analysis with D5F3, confirmed by NanoString Analysis
qRT-PCR
с подтверждением иммуноблоттингом qRT-PCR confirmed by immunobloting
Определение микроРНК с последующей ИЦР, ИГХ-метод с D5F5 Determination of micro RNAs followed by PCR. Immuno-histological analysis with D5F5
Флуоресцентная гибридизация in situ, ИГХ-метод с D5F3 Fluorescence in situ hybridization, Immuno-histological analysis with D5F3 *
ИГХ-метод с D5F3 (чувствительность — 52,2 %, специфичность — 100 %), NanoString (чувствительность — 81,5 %, специфичность- 84,9 %, Immuno-histological analysis with D5F3 (sensitivity 52.2' %, specificity 100 %), NanoString (sensitivity 81.5 %, specificity 84.9 %)
Выявление ALK ALK detection
11,34%
ALK в 7 (2,3 %) первичных и 9 (3 %) метастатических опухолях ALKinl (2.3 %) primary and 9(3%) metastatic tumors
11(24,4%) из 45 меланом экспрессировали АГК; 4 (8,9 %) из 45-ALK*, 7(15,6 %) из 45 - АГКАТ1 и 1 (2,2 %) из 45 -
YML4-ALK 11 (24.4%) out of 45 melanomas expressed ALK. In 4 (8.9 %) out of 45 -ALKwt, in 7 (15.6%) out of 45-ALKATI and 1 (2.2 %) out of 45 - ШЛЫ-ALK
Транслокация ALKs, 4 (13,3 %)
образцах ALK translocation was detected in4 (13.3 %) samples
Экспрессия ALK выявлена в 23 опухолях ИГХ-методом, в 37 — методом NanoString; ALKATI - в 12,7 % опухолей III стадии и в 4,8 % — IV стадии ALK expression was detected in 23 tumors by Immuno-histological analysis and in 37 by NanoString. ALKATI in ¡2.7 % of stage III and 4.8 % at stage IV
Окончание таблицы End of labte
Характеристика
T. Wiesner и соавт. (2015) [31
aractenstic I T. Wiesner et al. (2015) [3]
Тип опухоли Type of tumor
Опухоли Шпица Spitz tumors
K.J. Busam и соавт. (2016) [4
G. Cesi и соавт. (2018) [21
G. Cesi et al. (2018) [2]
H.T. Niu и соавт. (2020) [6
В 5 из 7 первичных опухолей ALKF1 обнаружена в узловых меланомах, 1 — в подноггевой In 5 out of 7 primary tumors, ALKAT1 were
found ill nodular melanomas, 1 in the subarticular
2 слизистые, 1 поверхностная, 1 акральная, 3 узловые 2 mucous, 1 superficial, 1 acral, 3 nodular
K.K. Shah и соавт. (2020) [7]
Без гистологического определения Without histological determination
Использованные лекарственные препараты Drugs were used
Кризотиниб, церити-ниб, ТАЕ-684 Crizotinib, ceritinib, ТАЕ-684
Кризотиниб, церитиниб, энтректиниб, ASP3046, алектиниб; траметиниб, вемурафениб Crizotinib, ceritinib, entrectinib, ASP3046,
alectinib, trametinib, vemurafenib
PLX4032 (вемурафениб) в сочетании с кризоти-нибом, церитинибом,
ASP3026 PLX4032 (vemurafenib) with crizotinib, ceritinib and ASP3026
Ответ на лечение Response to medications
Кризотиниб: выраженное симптоматическое улучшение и уменьшение опухоли в течение 6 нед терапии метастатической опухоли с делецией CDKN2A и PTFN (без
интерлейкина 3) Treatment with crizotinib
resulted in a marked symptomatic improvement and reduction of the tumor during 6 weeks of therapy of metastatic tumor with CDKN2A and PTEN deletion (without interleukin 3)
Ответ на траметиниб без выигрыша от добавления кризотиниба. Слияние \M\ A-AI.Ku Л1.Кхи продемонстрировало сильный ответ на оба ингибитора. А ингиби-рование только ALKATI не показало результатов
The answer to trametinib without the benefit of adding crizotinib. The fusion of EM L4-ALK and ALKAT1
demonstrated a strong response to both inhibitors. Aid inhibition of only ALKATI did not show results
Комбинация ингибиторов ALK и вемурафени-
ба эффективна в резистентных клетках меланомы The combination of ALK inhibitors and vemurafenib is effective in resistant melanoma cells
Ингибиторы BRAF/MEK с ALK — у 4 пациентов с мутациями BRAF/ALK отмечен начальный ответ,
но затем прогрессия. Уровни экспрессии ALKATI в этой подгруппе пациентов были низкими Four patients with BRAF/ALK
mutations were treated with inhibitors BRAF/ MEK
with ALK and showed the initial response, but then progressed. Levels of ALK™ expression in this subgroup of patients were low
Примечание. ИГХ-метод — иммуногистохимический метод; ПЦР — полимеразная цепная реакция. Note. PCR —polymerase chain reaction.
меланомы (BRAF, NRAS, GNA11). Было предположено, что наличие дополнительного драйвера онкогена может предотвращать ответ на ингибирование ALK, но комбинация ингибитора ALK с ингибитором MEK на клеточной линии меланомы, содержащей слияние AGK-BRAF, не улучшила чувствительность к ингибиторам ALK. Интересно, что ни в одной опухоли не было обнаружено ALKATI совместно с BRAFV600 [22].
В 2018 г. группа исследователей из Люксембурга опубликовала свой опыт в журнале Molecular Cancer [19]. Авторы анализировали гиперэкспрессию белка усеченной формы ALK (ALKRES) как новый механизм приобретения лекарственной устойчивости в клетках меланомы. В исследовании показано, что угнетение ALKRES-экспрессирующих резистентных клеток меланомы ингибиторами siRNA или ALK в комбинации с любым из ингибиторов BRAF или MEK приводит к эффективному подавлению роста клеток и запускает апоптоз.
G. Cesi и соавт. впервые установили, что экспрес-сирующийся ALKRES выделяется во внеклеточные везикулы (extracellular vesicles, EVs) и переносится на чувствительные ALK-отрицательные клетки ме-ланомы. Там ALKRES функционирует при активации сигнального пути MAPK и таким образом участвует в передаче лекарственной устойчивости. Наконец, при комбинированном использовании ингибиторов BRAF и ALK у мышей с ALK-положительными опухолями образования резко уменьшались в объеме. Было установлено, что ALK является драйвером резистентности в субклоне BRAF-резистентных клеток. На примере транслокации с вирусной последовательностью мышиного лейкоза было показано, что к усеченному белку приводит лишение N-концевой части (экзоны 1—17). Чтобы определить реакцию на лекарства, было протестировано 3 различных ингибитора ALK в комбинации с ингибитором BRAF. Как и ожидалось, комбинированный режим работает эффективно, а ингибирование в монорежиме не оказывало никакого влияния на рост резистентных клеток, если фосфорилирование ERK не было блокировано. Таким образом, комбинированное ингибирование BRAF и ALK может иметь непосредственное клиническое значение для тех пациентов, которые приобрели вторичные мутации дополнительно к ALK, или для тех, кто несет BRAFV600E вместе с онкогенной изоформой ALK и проявляет внутреннюю устойчивость к ингибитору BRAF в монорежиме [19]. Передача феноти-пических признаков через EVs — это развивающаяся область исследований [37].
В апреле 2020 г. K.K. Shah и соавт. провели исследование экспрессии ALKATI и ответа на терапию у пациентов с меланомой [24]. Из 324 пациентов только у 4 были одновременно мутации ALK и BRAF, и они
были выбраны кандидатами для комбинированной терапии BRAF/ALK. Пациенты получали ингибитор BRAF или комбинированный ингибитор BRAF/MEK и изначально показывали ответ на комбинацию с ALK, но впоследствии наступило прогрессирование заболевания, в отличие от результатов, полученных G. Cesi и соавт. [19]. Интересно, что экспрессия ALKATI у этих 4 пациентов была на низком уровне и ни в одном случае не наблюдали уровня экспрессии ALK, прогнозирующего чувствительность к монотерапии (сильное диффузное окрашивание) [24].
Обсуждение
Возможно, ALKATI является одним из механизмов резистентности к BRAF-ингибиторам. Совместное ингибирование ALKATI и BRAFV600 показало положительные результаты в нескольких исследованиях [26, 27]. Учитывая полученные в исследовании Т. Wisner и соавт. данные о том, что ALKATI может стимулировать онкогенез только в пределах определенного «порогового» уровня экспрессии, низкий уровень экспрессии ALKATI в сочетании со статусом BRAF также может служить биомаркером устойчивости к BRAF-и пользы от назначения ALK-ингибиторов.
По данным K.K. Shah, экспрессия ALKATI в метастатических опухолях оказалась ниже, чем в первичных, что может свидетельствовать о потере данной мутации с развитием болезни. Практически во всех исследованиях ингибиторы ALK работали при транслокации ALK в клетках меланомы [24].
Дополнительный интерес представляет блокада внеклеточных везикул (EVs) и изучение роли интер-лейкина 3 в ингибировании ALKATI, поскольку в исследовании Т. Wisner и соавт. в присутствии интер-лейкина 3 возникала резистентность к ингибиторам ALK.
В настоящее время идет II фаза исследования эффективности ингибиторов ALK в лечении пациентов с меланомой и изменениями ALK или ее гиперэкспрессией [38].
Заключение
Иммуногистохимическое исследование не может быть основным методом определения экспрессии ALKATI ввиду низкой чувствительности метода. Учитывая возможный эффект ингибиторов ALK на фоне низкой экспрессии ALKATI с сопутствующей мутацией BRAFV600, важность определения низкой экспрессии ALKATI возрастает.
Требуются дополнительные исследования для определения оптимального, недорогого метода оценки ALKATI в рутинной практике, способного детектировать низкий уровень экспрессии; кроме того, необходимо продолжить поиск способов ингибирования данной генетической мишени.
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES
1. Karimkhani C., Green A.C., Nijsten T. et al. The global burden of melanoma: results from the Global Burden
of Disease study 2015. Br J Dermatol 2017;177(1):134-40.
2. Потекаев Н.Н., Титов К.С., Маркин АА., Кашурников А.Ю. Эпидемиология меланомы кожи в Российской Федерации и в городе Москве за 10 лет (2008-2018 гг.). Клиническая дерматология и венерология 2020;19(6):810-6. [Potekaev N.N., Titov K.S., Markin А.А., Kashurni-
kov A.S. Epidemiology of skin melanoma in the Russian Federation and in Moscow for 10 years (20082018). Klinicheskaya dermatologiya i venerologiya = Russian Journal of Clinical Dermatology and Venereology 2020;(19)6:810-6. (In Russ.)]. DOI: 10.17116/klinderma202019061810.
3. Melanoma of skin. Globocan, 2020. Available at: https://gco.iarc.fr/today/ data/factsheets/cancers/16-Melanoma-of-skin-fact-sheet.pdf.
4. Чулкова С.В., Маркина И.Г., Чернышева О.А. и др. Роль стволовых опухолевых клеток в развитии лекарственной резистентности меланомы. Российский биотерапевтический журнал 2019;18(2):6-14. [Chulkova S.V., Markina I.G., Chernysheva O.A. et al. The role of tumor stem cells in the development of drug resistance of melanoma. Rossiyskiy Bioterapevticheskiy Zhurnal = Russian Journal of Biotherapy 2019;18(2):6-14. (In Russ.)].
DOI: 10.17650/1726-9784- 2019-18-26-14.
5. Михеева О.Ю., Титов К.С., Серя-ков А.П. и др. Метастатическое поражение кожи при меланоме. Злокачественные опухоли 2016;3:37-43. [Mikheeva O.Y., Titov K.S., Serya-
kov A.P. et al. Melanoma skin metastasis. Zlokachestvennye opukholi = Malignant Tumours 2016;3:37-43. (In Russ.)]. DOI: 10.18027/2224-5057-2016-3-37-43.
6. Титов К.С., Барышникова М.А., Казаков А.В. и др. Прогностическое значение стволовых клеток опухоли и экспрессии АLK у пациентов с первичной меланомой кожи. Практическая онкология 2019;20(1):72-9. [Titov K.S., Baryshnikova M.A., Kazakov A.M. et al. Prognostic significance of stem cells tumors and ALK expression in patients with primary skin melanoma. Prakticheskaya oncologiya = Practical oncology 2019;20(1):72-9. (In Russ.)].
DOI: 10.31917/2001072.
7. Чулкова С.В., Маркина И.Г., Антипо-ва А.С. и др. Роль стволовых опухолевых клеток в канцерогенезе и прогно-
зе меланомы. Вестник Российского научного центра рентгенорадиологии 2018;18(4):100-16. [Chulkova S.V., Markina I.G., Antipova A.S. et al. The role of stem tumor cells in carcinogenesis and prognosis of melanoma. Vestnik Rossiyskogo nauchnogo tsentra rentgenoradiologii = Bulletin of the Russian Scientific Center of X-ray Radiology 2018;18(4):100-16. (In Russ.)].
8. Topczewska J.M., Postovit L.M., Margaryan N.V. et al. Embryonic
and tumorigenic pathways converge via Nodal signaling: role in melanoma aggressiveness. Nat Med 2006;12(8): 925-32. DOI: 10.1038/nm1448.
9. Lehraiki A., Cerezo M., Rouaud F. et al. Increased CD271 expression by the NF-kB pathway promotes melanoma cell survival and drives acquired resistance to BRAF inhibitor vemurafenib. Cell Discov 2015;1:15030.
DOI: 10.1038/celldisc.2015.30.
10. Ротин Д.Л., Титов К.С., Казаков А.М. Васкулогенная мимикрия при мела-номе: молекулярные механизмы и клиническое значение. Российский биотерапевтический журнал 2019;18(1):16-24. [Rotin D.L.,
Titov K.S., Kazakov A.M. Vasculogenic mimicry in melanoma: molecular mechanisms and clinical significance. Rossiyskiy Bioterapevticheskiy Zhurnal = Russian Journal of Biotherapy 2019;18(1):16-24. (In Russ.)]. DOI: 10.17650/1726-9784-2019-18-116-24.
11. Chernysheva O., Markina I., Demidov L. et al. Bone marrow involvement
in melanoma. Potentials for detection of disseminated tumor cells and characterization of their subsets by flow cytometry. Cells 2019;8(6):627. DOI: 10.3390/cells8060627.
12. Чулкова С.В., Рябчиков Д.А., Дудина И.А. и др. Перспективы использования микроРНК в качестве диагностических и прогностических биомаркеров меланомы. Российский биотерапевтический журнал 2019;18(4):51-6. [Chulkova S.V., Ryabchikov D.A., Dudina I.A. et al. The Prospects for the use of microRNA as diagnostic and prognostic melanoma biomarkers. Rossiyskiy Bioterapevticheskiy Zhurnal = Russian Journal of Biotherapy 2019;18(4):51-6. (In Russ.)]. DOI: 10.17650/1726-97842019-18-4-51-56.
13. Титов К.С., Михеева О.Ю., Казаков А.М., Егорова А.В. Роль хирургии в лечении отдаленных метастазов ме-ланомы кожи. Злокачественные опухоли 2016;(3):27-33. [Titov K.S.,
Mikheeva O.Y., Kazakov A.M., Egoro-va A.V. The role of surgery in the treatment of distant metastases of skin melanoma. Zlokachestvennye opukholi = Malignant Tumours 2016;(3):27-33. (In Russ.)]. DOI:10.18027/2224-5057-2016-3-27-33.
14. Титов К.С., Ротин Д.Л., Казаков А.М. и др. Частота экспрессии тирозинки-назы гена ALK и онкобелка TAG-72 при первичной меланоме кожи. Российский биотерапевтический журнал 2018;17(3):50-4. [Titov K.S.,
Rotin D.L., Kazakov A.M. Expression rate of ALK Tyrosine Kinase and TAG-72 oncoprotein in primary skin melanoma. Rossiyskiy Bioterapevticheskiy Zhurnal = Russian journal of biotherapy 2018;17(3):50-4. (In Russ.)]. DOI: 10.17650/1726-9784-2018-17-350-54.
15. Montavon G., Jauquier N., Coulon A. et al. Wild-type ALK and activating ALK-R1275Q and ALK-F1174L mutations upregulate Myc and initiate tumor formation in murine neural crest progenitor cells. Oncotarget 2014;5(12):4452-66.
DOI: 10.18632/oncotarget.2036.
16. Takezawa K., Okamoto I., Nishio K. et al. Role of ERK-BIM and STAT3-survivin signaling pathways in ALK inhibitor-induced apoptosis in EML4-ALK-positive lung cancer. Clin Cancer Res 2011;17(8):2140-8.
DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-10-2798.
17. Lemmon M.A., Schlessinger J. Cell signaling by receptor tyrosine kinases. Cell 2010;141(7):1117-34.
DOI: 10.1016/j.cell.2010.06.011.
18. Holderfield M., Deuker M.M., McCormick F., McMahon M. Targeting RAF kinases for cancer therapy: BRAF-mutated melanoma and beyond. Nat Rev Cancer 2014;14(7):455-67.
DOI: 10.1038/nrc3760.
19. Cesi G., Philippidou D., Kozar I. et al. A new ALK isoform transported
by extracellular vesicles confers drug resistance to melanoma cells. Molecular Cancer 2018;17(1):145. DOI: 10.1186/s12943-018-0886-x.
20. Wiesner T., Lee W., Obenauf A.C. et al. Alternative transcription initiation leads to expression of a novel ALK isoform
in cancer. Nature 2015;526(7573):453-7. DOI: 10.1038/nature15258.
21. Busam K.J., Vilain R.E., Lum T. et al. Primary and metastatic cutaneous melanomas express ALK through alternative transcriptional initiation. Am J Surg Pathol 2016;40(6):786-95. DOI: 10.1097/PAS.0000000000000611.
22. Couts K.L., Bemis J., Turner J.A. et al. ALK inhibitor response in melanomas
expressing EML4-ALK fusions and alternate ALK isoforms. Mol Cancer Ther 2018;17(1):222-31. DOI: 10.1158/1535-7163.MCT-17-0472.
23. Niu H.T., Zhou Q.M., Wang F. et al. Identification of anaplastic lymphoma kinase break points and oncogenic mutation profiles in acral/mucosal melanomas. Pigment Cell Melanoma Res 2013;26(5):646—53.
DOI: 10.1111/pcmr.12129.
24. Shah K.K., Neff J.L., Erickson L.A. et al. Correlation of Novel ALKATI with ALK Immunohistochemistry and Clinical Outcomes in Metastatic Melanoma. Histopathology 2020;77(4):601-10.
DOI: 10.1111/his.14191.
25. Чернышова Е.В., Абрамов Д.С., Коновалов Д.М. и др. Молекуляр-но-биологические характеристики ALK-позитивной анапластической крупноклеточной лимфомы. Онкоге-матология 2016;1(4):25—31.
DOI: 10.17650/1818-8346-2016-11-425-31. [Chernyshova E.V., Abramov D.S., Konovalov D.M. et al. Molecular biological characteristics of ALKpositive anaplastic large cell lymphoma. Onkogematologia = Oncohematology 2016;1(4):25-31. (In Russ.)]. DOI: 10.17650/1818-8346-201611-4-25-31.
26. Holla V.R., Elamin Y.Y., Bailey A.M. et al. (2017) ALK: a tyrosine kinase target for cancer therapy. Cold Spring
Harb Mol Case Stud 2017;3(1):a001115. DOI: 10.1101/mcs.a001115.
27. Zito Marino F., Liguori G., Aquino G. et al. Intratumor heterogeneity of ALK-rearrangements and homogeneity
of iGi'Ä-mutations in mixed lung adenocarcinoma. PLoS One 2015;10(9):e0139264. DOI: 10.1371/journal.pone.0139264.
28. Iwahara T., Fujimoto J., Wen D. et al. Molecular characterization of ALK,
a receptor tyrosine kinase expressed specifically in the nervous system. Oncogene 1997;14(4):439-49. DOI: 10.1038/sj.onc.1200849.
29. George R.E., Sanda T., Hanna M. et al. Activating mutations in ALK provide
a therapeutic target in neuroblastoma. Nature 2008;455(7215):975-8. DOI: 10.1038/nature07397.
30. Li G., Dai W.R., Shao F.C. Effect of ALK-inhibitors in the treatment of non-small cell lung cancer:
a systematic review and meta-analysis. Eur Rev Med Pharmacol Sci 2017;21(15):3496-503.
31. Lin J.J., Riely G.J., Shaw A.T. Targeting ALK: precision medicine takes on drug resistance. Cancer Discov 2017;7(2):137-55.
DOI: 10.1158/2159-8290.CD-16-1123.
32. Lin J.J., Shaw A.T. Differential sensitivity to crizotinib: does EML4-ALK fusion variant matter? J Clin Oncol 2016;34(28):3363-5.
DOI: 10.1200/JCO.2016.68.5891.
33. Ronchi A., Montella M., Cozzolino I. et al. The potential diagnostic
and predictive role of anaplastic lymphoma kinase (ALK) gene alterations in melanocytic tumors. Eur Rev Med Pharmacol Sci 2020;24(7):3829-38. DOI: 10.26355/eurrev_202004_20849.
34. Hutarew G., Hauser-Kronberger C., Strasser F. et al. Immunohistochemistry as a screening tool for ALK rearrangement in NSCLC: Evaluation of five different ALK antibody clones and ALK FISH. Histopathology 2014;65(3):398-407. DOI: 10.1111/his.12399.
35. Uguen A., Uguen M., Guibourg B. ALK Expression in Melanomas: Looking
for a Needle in a Haystack. Am J Surg
Pathol 2016;40(10):1437.
DOI: 10.1097/pas.0000000000000686.
36. Yeh I., Jorgenson E., Shen L. et al. Targeted genomic profiling of acral melanoma. J Natl Cancer Inst 2019;111(10):1068—77.
DOI: 10.1093/jnci/djz005.
37. Tkach M., Théry C. Communication by extracellular vesicles: where we are and where we need to go. Cell 2016;164(6):1226-32.
DOI: 10.1016/j.cell.2016.01.043.
38. A Phase 2 Study of the ALK Inhibitor Ensartinib for Patients With Melanomas Harboring ALK Alterations or Aberrant ALK Expression. Xcovery Holding Company, LLC. Available at: https:// clinicaltrials.gov/ct2/show/ NCT03420508#studydesc.
Вклад авторов
К.С. Титов, А.М. Казаков, С.В. Чулкова: разработка дизайна исследования, написание текста статьи;
А.А. Маркин: разработка дизайна исследования, обзор публикаций по теме статьи, анализ полученных данных, написание текста статьи.
Authors contribution
K.S. Titov, A.M. Kazakov, S.V. Chulkova: research design development; writing the text of the manuscript;
A.A. Markin: research design development, review of publications on the topic of the article, analysis of the data obtained, writing the text of the manuscript.
ORCID авторов / ORCID of authors
К.С. Титов / K.S. Titov: https://orcid.org/0000-0003-4460-9136 A.A. Маркин / A.A. Markin: https://orcid.org/0000-0002-9180-9264 A.M. Казаков / A.M. Kazakov: https://orcid.org/0000-0002-9534-2729 С.В. Чулкова / S.V. Chulkova: https://orcid.org/0000-0003-4412-5019
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest. The Authors declare no conflict of interest.
Финансирование. Работа выполнена без спонсорской поддержки. Financing. The work was performed without external funding.
Статья поступила: 06.07.2021. Принята к публикации: 01.10.2021. Article submitted: 06.07.2021. Accepted for publication: 01.10.2021.
