Molekulyarnaya biologiya i osnovnye geneticheskie narusheniya pri melanome

Abstract

Сообщение посвящено генетическим нарушениям, возникающим и диагностируемым при меланоме.

Full Text

Клиницистам давно известно, что меланома - болезнь крайне гетерогенная как по локализации поражений, так и по течению заболевания. Разные варианты объединяет только само слово ≪меланома≫, поскольку опухоль исходит из клеток-предшественников меланоцитов. Клинической гетерогенности соответствует и генетическая гетерогенность, разнообразие мутаций, которые выявляются при меланоме. Наиболее частой формой является меланома кожи в зонах, не подвергающихся хроническому солнечному повреждению. Этот вариант меланомы развивается как следствие воздействия избыточного ультрафиолетового облучения (УФО). В результате накопления генетических повреждений, вызванных УФО, возникают мутации гена BRAF (более 50%), мутации гена NRAS (20%), но практически отсутствуют мутации гена KIT. Несколько реже возникает меланома кожи в зонах, подвергающихся хроническому солнечному повреждению. В этих меланомах также, как правило, присутствуют мутации генов BRAF, NRAS (по 10%), очень редко появляются мутации гена KIT (2%). Долгое время считалось, что меланома слизистых не связана с воздействием УФО. Однако после более глубоких генетических исследований стало понятно, что этот вариант также частично ассоциирован с ультрафиолетом, например, при поражении слизистой оболочки носа. Об этом свидетельствует присутствие мутаций генов BRAF (5%), NRAS (15%). Однако высокая частота встречаемости мутации гена KIT (20%) указывает на генетическую нестабильность, не связанную с УФО, как основную причину развития этого вида меланомы. Акральная меланома, как оказалось, также частично ассоциируется с УФО (15% мутаций BRAF, 15% - NRAS, 15% - KIT), хотя в течение многих лет эта ассоциация отрицалась. Увеальная меланома и первичная меланома центральной нервной системы (ЦНС) имеют абсолютно иной генез развития: эти заболевания характеризуются ярко выраженной генетической нестабильностью, о чем свидетельствует высокая частота мутаций GNAQ, GNA11, BAP1. При этих вариантах меланомы мутация BRAF может встречаться в очень небольшом проценте случаев, что является скорее исключением, подтверждающим правило. Кроме того, для меланомы известно довольно большое количество других, более редких, двигателей онкогенеза (NF1, CDKN2A, RB1, TERT, PTEN, RAC1, MITF и т.д.). Количество потенциальных двигателей онкогенеза может существенно разниться в зависимости от типа опухоли. Все основные мутации, как правило, тем или иным образом участвуют в одном сигнальном пути - RAS/MAPK/ERK. Это сигнальный путь, критический для развития меланомы (рис. 1). По результатам исследования программы The Cancer Genome Atlas (TCGA) меланома кожи имеет общие чертыс другими опухолями, патогенетически связанными с воздействием экзогенных факторов, например раком легкого, связанным с курением. Все эти опухоли объединяет огромное количество генетических нарушений. Большинство обнаруживаемых при меланоме мутаций характерно для воздействия UV A/UV B. При этом мутации основных двигателей онкогенеза, генов BRAF и NRAS, не несут признаков непосредственного воздействия УФО, а скорее являются следствием накопления генетических повреждений, вызванных ультрафиолетом. В развитии меланомы определенное значение имеют генетические факторы. Один из них - наличие у разных индивидуумов различных по активности форм фермента MCR1, преобразующего эумеланин в меланин, который обеспечивает пигментацию кожи. При вариабельной форме фермента пигментации не происходит и возникает солнечный ожог, потенцирующий развитие меланомы. Более серьезная, но и значительно более редкая форма генетической предрасположенности - врожденная потеря супрессора CDKN2A, являющаяся причиной случаев семейной меланомы. Интересно, что даже для носителей таких наследственных мутаций уровень облучения существенно влияет на частоту развития опухоли. Развитие солнечного ожога само по себе является одним из самых существенных факторов в развитии меланомы. Ожог ведет к усиленной секреции ростовых факторов, пролиферации и миграции клеток и, конечно, к активации мутагенеза. Особенно опасно воздействие УФО класса В. Многочисленные нарушения, возникающие в генах, непосредственно не влияющих на выживаемость опухолевых клеток, ведут к активации онкогенов BRAF и NRAS; возникают те самые мутации, которые в дальнейшем станут основными двигателями онкогенеза. В 50-70% всех случаев кожной меланомы выявляются мутации гена BRAF, еще в 20% - гена NRAS. Считается, что сама по себе мутация BRAF, зачастую возникающая еще на этапе невуса, приводит клетку в состояние ≪боевой готовности≫, а развитие меланомы начинается при условии присутствия или появления какого-то дополнительного события (например, делеции гена PTEN). Выявляемая при исследованиях генетическая структура опухоли зависит от типа меланомы: увеличение количества точечных замен, вызванных воздействием УФО, растет от меланомы ЦНС к кожной меланоме, а увеличение числа структурных вариантов, т.е. геномная нестабильность, не связанная с УФО, увеличивается от кожной меланомы к меланоме ЦНС. Самое большое количество точечных замен обычно выявляется при кожной меланоме с диким типом BRAF. Протеин BRAF имеет сложную структуру (рис. 2). Мутации гена BRAF выявляются не только при меланоме, это один из основных генов, мутации которого играют важнейшую роль в онкогенезе. Они встречаются при большом количестве опухолей, весьма разнообразны и могут нести разные функции - как активирующие, так и инактивирующие сигнальные пути. Наиболее часто мутации гена BRAF встречаются при опухолях щитовидной железы, на втором месте стоит меланома, затем - колоректальный рак, аденокарцинома легкого. Мутация BRAF V600E, часто встречающаяся при меланоме, - это, как правило, мутация молодых. У больных в возрасте от 20 до 40 лет относительная частота такой мутации наибольшая (до 80%). С возрастом пациентов нарастает относительное количество более редких мутаций. Это связано с тем, что более редкие мутации BRAF (V600K/D/R) имеют признаки воздействия УФО, экспозиция к которому нарастает с возрастом. В норме клетка получает сигналы, регулирующие ее функции, через рецепторы ростовых факторов, далее сигнал распространяется по двум путям - через RAS/BRAF/MEK или через PI3K/АКТ. Если же возникает мутация BRAF V600, BRAF становится независимым от внешнего сигнала и способным самостоятельно активировать свой сигнальный путь, что и вызывает пролиферацию, рост клетки, повышает ее выживаемость. Чтобы эта активация возникла, мутантный BRAF должен присоединить к себе молекулу аденозинтрифосфа-_та, без энергии которой дальнейшая передача сигнала невозможна. На этом построена таргетная терапия меланомы: молекула АТФ заменяется искусственно синтезированным веществом. Все ингибиторы мутантного протеина BRAF - конкуренты энергетической молекулы АТФ. Наиболее чувствительны к этим искусственным веществам мутации V600Е и V600K. К сожалению, развитие резистентности к этой терапии - очень частое явление. Причин резистентности к терапии ингибиторами BRAF (BRAFi) несколько: это может быть возникновение новых мутаций в генах-участниках сигнального пути RAS/BRAF/MEK либо активация альтернативных сигнальных путей. Наиболее часто встречается MEK-зависимое прогрессирование. Мутации возникают в генах, участвующих в передаче сигнала через ген МЕК, как и BRAF. Эти мутации возобновляют работу заблокированного сигнального пути. Кроме того, когда BRAF лекарственно блокируется, возможно возникновение так называемого феномена обратной связи, который проявляется усиленной экспрессией рецепторов на поверхности клетки. Соответственно, клетка получает больше сигналов снаружи, что активирует альтернативный путь, обычно через PI3K и AKT (так называемое MEK-независимое прогрессирование). Учитывая частое развитие МЕК-зависимой резистентности, обоснованным является назначение сразу двух препаратов - и BRAFi, и ингибиторов MEK (MEKi), при этом не только редуцируется резистентность к BRAFi, но и уменьшаются выраженность нежелательных явлений и выживаемость пациентов. Можно ли выделить группу пациентов, безусловно чувствительных к 1-й линии терапии ингибиторами мутантного BRAF, ремиссия у которых при использовании препарата будет длительной? Недавно проведенное исследование показало, что, как правило, у больных с частичной или недолгой ремиссией кроме мутаций BRAF V600 выявлялось большое количество дополнительных генетических нарушений. У больных с длительной ремиссией серьезные нарушения либо не выявлялись, либо этих нарушений было немного [3]. Однако, учитывая малую и гетерогенную группу больных, вошедших в исследование, эта тема требует дальнейшей разработки. Резистентность при двойном ингибировании может быть связана с амплификацией гена BRAF, делецией гена PTEN, огромным количеством точечных мутаций. Что в таком случае можно сделать? Возможно, имеет смысл проводить повторное генетическое исследование после рецидива для выявления потенциальных целей для дальнейшей терапии. Недавно появились данные, показывающие положительный эффект от перерыва в терапии BRAFi в случае развития прогрессирования. Возможно, это связано с тем, что депривация клетки приводит к повышению ее чувствительности к препарату. Эти наблюдения тем не менее также требуют дальнейшего изучения. И все же в настоящее время онкология стоит на пороге ≪золотого века≫ лечения меланомы за счет: • применения сочетания ингибиторов (BRAFi+MEKi); • возможного сочетания новой иммунотерапии и малых молекул (последовательно или одновременно); • внедрения ≪геномного≫ подхода к лечению сложных случаев, т.е. определения редких мутаций, возможно, чувствительных к таргетным препаратам, которые могли бы помочь конкретному пациенту.