Abstract

Background: L’inibizione di TRK è lo standard di cura per i pazienti con tumori solidi positivi alla fusione di TRK. Le mutazioni del dominio della chinasi TRK che compromettono il legame del farmaco sono meccanismi comuni di resistenza agli inibitori TRK di prima generazione. Mentre gli inibitori TRK di seconda generazione sono stati progettati per mantenere l’inibizione della chinasi in questo contesto, la resistenza a questi agenti è ancora poco caratterizzata.

Metodi e risultati: Abbiamo sequenziato biopsie tumorali appaiate e DNA libero da cellule (cfDNA) raccolti prima della terapia e alla progressione da pazienti trattati con inibitori TRK di seconda generazione (selitrectinib o repotrectinib). Abbiamo identificato 5 casi in cui l’acquisizione di mutazioni TRKA xDFG (G667) era associata alla resistenza. Due pazienti i cui tumori portavano queste sostituzioni pre-selitrectinib non hanno mai risposto alla terapia, mentre altri tre casi hanno acquisito queste mutazioni alla progressione verso selitrectinib o repotrectinib.

La modellazione molecolare in silico combinata con simulazioni di dinamica molecolare ha previsto che le sostituzioni xDFG TRKA possono conferire resistenza agli inibitori TRK di seconda generazione generando un ostacolo sterico che compromette il legame del farmaco. Di conseguenza, i saggi di chinasi in vitro hanno mostrato che l’IC50 per il selitrectinib dei mutanti TRKA xDFG era >12 a >8000 volte superiore rispetto all’IC50 di TRKA wild type o del mutante TRKA G595R sensibile al selitrectinib.

Interessante, i nostri dati suggeriscono anche che le sostituzioni xDFG di TRKA inducono cambiamenti conformazionali che stabilizzano la conformazione inattiva (xDFG-out) della chinasi, sensibilizzandola così all’inibizione di tipo II. La microforesi in vitro ha rivelato che l’affinità di legame degli inibitori TRK di tipo II (cabozantinib o foretinib) alla chinasi TRKA G667C-mutante era 8-10 volte superiore rispetto all’inibitore di tipo I selitrectinib. Abbiamo poi testato l’efficacia degli inibitori TRK di tipo II contro i mutanti TRKA xDFG in diversi modelli cellulari. Un modello di topo guidato da Bcan-Ntrk1 bussato da CRISPR Cas9 per esprimere le mutazioni xDFG era sensibile al tipo II ma non agli inibitori TRK di tipo I. Risultati simili sono stati ottenuti utilizzando una linea cellulare colorettale LMNA-NTRK1-positiva che ha acquisito la sostituzione G667C su trattamento cronico selitrectinib.

La terapia con inibitori TRK di tipo II ha ottenuto risposte complete e durature anche in modelli derivati da pazienti con resistenza mediata da TRKA xDFG agli agenti di tipo I di seconda generazione.

Conclusioni: Il nostro studio scopre un interruttore molecolare indotto dalle mutazioni xDFG che limita la sensibilità agli inibitori della chinasi di tipo I attraverso cambiamenti conformazionali che favoriscono lo stato inattivo della chinasi xDFG-out. Questo stesso interruttore a sua volta sensibilizza queste chinasi mutanti agli inibitori di tipo II che impegnano efficacemente questa conformazione inattiva. Questi risultati forniscono un paradigma per lo sviluppo razionale di TKIs di terza generazione che affrontano il problema della resistenza conformazionale nei tumori che sono guidati da chinasi oncogene.

Citazione Formato: Emiliano Cocco, Ji Eun Lee, Srinivasaraghavan Kannan, Alison M. Schram, Helen H. Won, Sophie Shifman, Amanda Kulick, Laura Baldino, Eneda Toska, Sabrina Arena, Benedetta Mussolin, Ram Kannan, Neil Vasan, Alexander N. Gorelick, Michael F. Berger, Yi Liao, Uwe Rix, Alberto Bardelli, Jacklyn Hechtman, Elisa de Stanchina, David M. Hyman, Chandra Verma, Andrea Ventura, Alexander Drilon, Maurizio Scaltriti. Le mutazioni di TRK xDFG innescano uno switch di sensibilità dagli inibitori della chinasi di tipo I a quelli di tipo II. In: Atti della riunione annuale dell’Associazione americana per la ricerca sul cancro 2020; 2020 27-28 aprile e 22-24 giugno. Philadelphia (PA): AACR; Cancer Res 2020;80(16 Suppl):Abstract nr 5680.