Chimioterapie personalizată în cancerul pulmonar non-celular mic metastatic (NSCLC) - Wei - Translație pulmonară

Jia Wei 1, Teresa Moran 2, Zhengyun Zou 1, Xiaoping Qian 1, Lifeng Wang 1, Carlos Camps 3, Wenjing Hu 1, Imane Chaib 2, Belén Sanchez 2, Lixia Xu 1, Niki Karachaliou 4, María Sanchez-Ronco 5, Baorui Liu 1, Rafael Rosell 2.4

Cuvinte cheie: Cancerul pulmonar cu celule mici; chimioterapie personalizată; Expresia BRCA1 și RAP80 personalizată (BREC); BRCA1; RAP80; RING proteina degetului 8 (RNF8)

Trimis la 18 ianuarie 2013. Acceptat pentru publicare la 19 februarie 2013.

Introducere

Nivelurile de ARNm RAP80 și BRCA1 în personalizarea chimioterapiei în BREC

Studiile BREC au fost construite pe baza unui studiu personalizat de fază II al grupului spaniol al cancerului pulmonar (SLGC) (NCT00883480) și a informațiilor care au fost descoperite în 2007 cu privire la complexul BRCA1-A (BRCA1, RAP80, ABRAXAS). După cum s-a comentat, informațiile care au fost raportate de atunci, în timpul acumulării BREC, oferă justificarea explorării nivelurilor de ARNm ale altor gene la pacienții cu BREC - mai presus de toate, RNF8 ar putea juca un rol decisiv, deoarece, când BRCA1 și RAP80 sunt scăzut, dacă RNF8 este încă exprimat, acest lucru va neutraliza modelul predictiv. Alte gene și asociații interesante sunt explicate mai jos.

Pauzele dublu-catenare (DSB) induse de chimioterapie duc la răspuns la deteriorarea ADN-ului (DDR): legate de ATM sau de tirozin kinază

ADN-urile DSB cauzate de chimioterapie sunt reparate prin două sisteme majore: îmbinarea finală neomologă (NHEJ) și recombinarea omologă (HR). La introducerea ADN DSB, au loc următoarele procese: histona H2AX este fosforilată de ataxia telangiectazie mutată (ATM); mediatorul punctului de control al deteriorării ADN-ului 1 (MDC1) se leagă de H2AX fosforilat (H2AX); ATM fosforilează MDC1 în regiunea din jurul DSB. E3 ubiquitin ligase RING protein finger 8 (RNF8) se leagă de MDC1 fosforilat la siturile DSB și promovează recrutarea altei E3 ubiquitin ligase RNF168; RNF8 și RNF168 conjugă lanțuri de ubiquitină legate de Lys 63 pe histonă H2A cu enzima lor conjugată E2 ubiquitină conjugată UBC13 și induc remodelarea cromatinei. Ubiquitinarea dependentă de UBC13-RNF8/RNF168 promovează recrutarea proteinei de legare BRCA1 și p53 1 (53BP1) la DSB (5) (Figura 2). Important, o proporție mare de BRCA1 care se localizează pe site-urile DSB este o componentă a complexului BRCA1-A, constând dintr-un heterodimer BRCA1/BARD1, un motiv de interacțiune ubiquitin (UIM) care conține proteina RAP80 și proteina adaptor ABRAXAS (6-9).

Pe baza acestor informații, am efectuat o analiză exploratorie a nivelurilor de ARNm RAP80 și ABRAXAS în studiul anterior personalizat de faza II. Deși informațiile furnizate de ABRAXAS au fost similare cu cele furnizate de RAP80, RAP80 a fost mai semnificativă (10). Din punct de vedere mecanic, pierderea RAP80 suprimă recrutarea complexului BRCA1 către siturile de deteriorare a ADN-ului și abrogă procesul de reparare a daunelor ADN la DSB (11). De atunci s-a descoperit că complexul BRCA1-A include și enzima deubiquitinantă BRCC36, precum și BRCC45/BRE și MERIT40/NBA1 (5). Alte grupuri au demonstrat, de asemenea, că BRCA1 formează complexe biochimic distincte cu anumite alte proteine de răspuns la deteriorarea ADN-ului [complexe BRCA1-B și BRCA1-C; Figura 3 (6)] ca răspuns la DSB-uri. Prezența simultană a mai multor complexe BRCA1 distincte la DSB sugerează o diafragmă între complexe și crește nivelul de complexitate; de exemplu, complexul BRCA1/RAP80 poate atenua rezecția excesivă prin CtIP (12). Deși o mare parte din BRCA1 nu reușește să fie reținută la DSB-uri după pierderea RAP80, este posibil ca relocarea unei cantități mici de BRCA1 la DSB-uri prin asocierea cu alte complexe proteice să poată avea loc.

În plus, BRCA1 poate fi recrutat în DSB-uri prin legare directă la CtIP fosforilat, formând complexul BRCA1-C (6) [Figura 3 (6)]. Foarte important, CtIP este capabil să genereze rezecție limitată DSB fără BRCA1 pentru a promova modificarea NHEJ, o reparație predispusă la erori în faza G1 a ciclului celular [Figura 2 (5)]. Interesant este că rezecția finală DSB promovată de CtIP este inhibată de 53BP1, iar BRCA1 îl copleșește pe 53BP1 pentru a executa rezecția (13,14). În plus, 53BP1 blochează HR și susține oprirea creșterii indusă de epuizarea BRCA1. O funcție majoră a complexului BRCA1 și BRCA1-C este suprimarea 53BP1 și prelungirea activității CtIP pentru rezecția finală DSB pentru a genera lungimea ssDNA suficient de lungă pentru HR [Figura 2 (5)].

RAP80 interacționează cu lanțul legat de Lys63 generat de UBC13-RNF8/RNF168 și aduce BRCA1 pe site-urile DSB. Supraexprimarea domeniului OUT al enzimei deubiquitinante, legarea 1 a aldehidei ubiquitin (OTUB1) suprimă ubiquitinarea cromatinei dependente de deteriorarea ADN prin inhibarea activității UBC13, suprimând astfel HR (15) [Figura 2 (5)].

Una dintre dificultățile majore din studiul BREC este că celulele tumorale au mai multe sisteme de reparare a ADN, altele decât HR. Aceste sisteme funcționează redundant, fiecare funcționând pentru repararea ADN-ului în cazul în care alte sisteme de reparații sunt ineficiente. Recent, s-a demonstrat că inhibarea activității RNF8 sau RNF168 poate suprima BRCA1 independent de HR în celulele tumorale cu 53BP1 scăzut. RNF8 este necesar pentru rezistența atât la iradiere, cât și la medicamentele citotoxice (16). RNF8 poate promova asamblarea RAD51 la site-urile DSB în celulele epuizate BRCA1/53BP1 (17). Modelul arată că în celulele normale, un lanț de ubiquitină de RAP80, BRCA1, 53BP1 și RAD51 se asamblează pe site-urile DSB. În celulele epuizate cu BRCA1, RAP80 și 53BP1, dar nu RAD51, se asamblează pe site-urile DSB. În celulele epuizate cu RAP80, un mic subset de proteină BRCA1, 53BP1 și RAD51 se asamblează la siturile DSB. Cu toate acestea, în celulele epuizate RNF8/BRCA1 sau în celulele epuizate RNF8/BRCA1/53BP1, RAD51 și RAP80 nu se asamblează pe site-urile DSB (17) (Figura 4).