Abstract

Background: Hamowanie TRK jest standardem postępowania u chorych na guzy lite z fuzją TRK dodatnią. Mutacje domeny kinazowej TRK, które upośledzają wiązanie leku, są częstym mechanizmem oporności na inhibitory TRK I generacji. Chociaż inhibitory TRK drugiej generacji zostały zaprojektowane w celu utrzymania inhibicji kinazy w tym środowisku, oporność na te środki jest nadal słabo scharakteryzowana.

Metody i wyniki: Sekwencjonowaliśmy sparowane biopsje guza i seryjne DNA wolne od komórek (cfDNA) pobrane przed terapią i w momencie progresji od pacjentów leczonych inhibitorami TRK 2. generacji (selitrektynib lub repotrektynib). Zidentyfikowaliśmy 5 przypadków, w których nabycie mutacji xDFG (G667) TRKA było związane z opornością. Dwóch pacjentów, których guzy nosiły te substytucje przed selitrektynibem, nigdy nie odpowiedziało na terapię, podczas gdy trzy dodatkowe przypadki nabyły te mutacje po progresji do selitrektynibu lub repotrektynibu.

Modelowanie molekularne in-silico w połączeniu z symulacjami dynamiki molekularnej przewidywało, że substytucje TRKA xDFG mogą nadawać oporność na inhibitory TRK drugiej generacji poprzez generowanie przeszkód sterycznych, które upośledzają wiązanie leku. Odpowiednio, badania kinaz in vitro wykazały, że IC50 dla selitrektynibu mutantów TRKA xDFG było >12 do >8000 razy wyższe w porównaniu do IC50 typu dzikiego TRKA lub wrażliwego na selitrektynib mutanta TRKA G595R z przodu rozpuszczalnika.

Co ciekawe, nasze dane sugerują również, że substytucje TRKA xDFG indukują zmiany konformacyjne, które stabilizują nieaktywną (xDFG-out) konformację kinazy, uwrażliwiając ją w ten sposób na inhibicję typu II. Termoforeza w mikroskali in vitro wykazała, że powinowactwo wiązania inhibitorów TRK typu II (kabozantynib lub foretynib) do kinazy TRKA G667C-mutant było 8-10-krotnie wyższe w porównaniu z inhibitorem typu I – selitrektynibem. Następnie przetestowaliśmy skuteczność inhibitorów TRK typu II wobec mutantów TRKA xDFG w różnych modelach komórkowych. Model mysi napędzany Bcan-Ntrk1 znokautowany przez CRISPR Cas9 w celu ekspresji mutacji xDFG był wrażliwy na inhibitory TRK typu II, ale nie na inhibitory TRK typu I. Podobne wyniki uzyskano stosując linię komórkową LMNA-NTRK1-dodatnią dla raka jelita grubego, która nabyła substytucję G667C po przewlekłym leczeniu selitrektynibem.

Terapia inhibitorami TRK typu II pozwoliła uzyskać całkowite i trwałe odpowiedzi również w modelach pochodzących od pacjentów z opornością na TRKA xDFG na leki II generacji typu I.

Wnioski: Nasze badania odkrywają molekularny przełącznik indukowany przez mutacje xDFG, który ogranicza wrażliwość na inhibitory kinazy typu I poprzez zmiany konformacyjne, które sprzyjają nieaktywnemu stanowi kinazy xDFG-out. Ten sam przełącznik z kolei uwrażliwia te zmutowane kinazy na inhibitory typu II, które efektywnie angażują tę nieaktywną konformację. Wyniki te dostarczają paradygmatu dla racjonalnego rozwoju TKI trzeciej generacji, które rozwiązują problem oporności konformacyjnej w nowotworach napędzanych przez onkogenne kinazy.

Format cytowania: 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. TRK xDFG mutations trigger a sensitivity switch from type I to II kinase inhibitors . In: Proceedings of the Annual Meeting of the American Association for Cancer Research 2020; 2020 Apr 27-28 and Jun 22-24. Philadelphia (PA): AACR; Cancer Res 2020;80(16 Suppl):Abstract nr 5680.

.