נקטין-4 - Nectin-4

הדפס

מדריך בדיקות מעבדה
נקטין 4
Nectin-4
שמות אחרים	poliovirus receptor-related-4 או pvrl-4
מעבדה	פתולוגיה
תחום	מולקולה הקשורה לספיחה בינתאית ומשמשת סמן לסרטן.
יוצר הערך	פרופ' בן-עמי סלע

מטרת הבדיקה

זיהוי של ביטוי-יתר של necyin-4 בסרטן שלפוחית השתן ובסוגי סרטן נוספים.

Nectin-4: יעד פוטנציאלי לתרפיה של סרטן

Nectin-4, הוא חלבון דמוי אימונוגלובולין שאינו תלוי ב-Ca+2. ביחד עם נקטינים אחרים (nectin-1, -2 ו-3-), הוא קשור בעיקר בספיחה הבינתאית. בניגוד לנקטינים אחרים, nectin-4 מועשר במיוחד ברקמות עובריות ושחלתיות, והביטוי שלו דועך משמעותית בחיים הבוגרים. נמצא ש-nectin-4 בעיקר מבוטא ביתר, ומשמש כמשרן של גידולים סרטניים ממאירים שונים, כגון סרטני השד, הריאות, המעי הגס, הלבלב השחלות. הדגש ברבים מהמחקרים הוא על האסטרטגיות התרפויטיות הפוגעות באופן ספציפי ב-nectin-4. באורגניזמים רב-תאיים, הספיחה הבינתאית מהווה אינטראקציה תאית בולטת שמחזיקה תאים ביחד. תהליכים ספיחתיים אלה מסייעים בגדילה ובהתפתחות של רקמות ואיברים שונים בגוף. כל פגיעה בתהליכים אלה עלולה לגרום למפגעים, כולל סרטן וכן מפגעים תחושתיים ושגשוגיים (Rikitake וחב' משנת 2012). מולקולות הספיחה התאיות (להלן CAMs), מתחלקות בהרחבה ל-4 סוגים: Cadherin, integrin, selectin ו-immunoglobulin superfamily (להלן IgSF). ה-cadherins הם CAMs המבססים את הקשר הבינתאי באופן הומופיליקלי. Integrins הם חלבונים טרנס-ממברנליים הטרודימריים, שהחלק החוץ-תאי שלהם מגיב עם חלבוני משתית (matrix) חוץ-תאיים כגון vitronectin, פיברונקטין, קולאגן, laminin, ליצירה של אינטרסקציות של תאים ומשתית. Selectins הם גליקופרוטאינים, חד-שרשרתיים טרנס-ממברנליים, המתווכים בספיחה הבינתאית על ידי קישורם לשיירים פחממתיים הנמצאים על פני תאים (Samanta ו-Almo ב-Cell Mol Life Sci משנת 2015). שלא בדומה ל-cadherins, החברים ב-IgSF הם CAMs שאינם תלויים בסידן, ומכילים מספר לולאות של אימונוגלובולינים המופיעים לרוב בנוגדנים (Nakanishi ו-Takai ב-Biol Chem משנת 2004). נקטינים, בדומה למולקולות דמויות נקטין, הם חברים במשפחת ה-IgSF. נקטינים פועלים או בחוסר תלות או משתפים פעולה עם cadherins בצמתים הבינתאיים. ההבדל בין נקטינים ל-cadherins הוא בכך ש-cadherins מייצגים אינטראקציה התלויה בסידן, בעוד שנקטינים מגיבים באופן שאינו תלוי בסידן. בבני-אדם, הנקטינים וה-cadherins נמצאים בצמתי ספיחה של תאי אפיתל ופיברובלסטים, וכן בסינפסות עצביות. הנקטינים 1, 2, 3 ו-4 מקודדים על ידי הגנים PVRL4 , PVRL3, PVRL2 ,PVRL1, בהתאמה (Bojesen וחב' ב-J Biol Chem משנת 2010).

נקטינים משחקים תפקידים קריטיים כקולטנים האחראיים לחדירת נגיפים דוגמת הרפס וחצבת לתאים. שלושת הנקטינים הראשונים (1 ,2 ו-3) מופיעים ברקמות של מבוגרים, בעוד ש-nectin-4 מופיע רק בשלייה וברקמות עובריות. אך הביטוי של nectin-4 נמצא גבוה יותר בסוגי סרטן שונים (Challita Eid וחב' ב-Cancer Res משנת 2016). מחקרים רבים סיפקו ראיות לכך ש-nectin-4 קשור עם קרצינוגניות וחומרת המחלה בחולי סרטן. חלבון זה בצורתו המסיסה והן בצורתו הקשורה לממברנה מבוטא ביתר בסוגי סרטן שונים. Nectin-4 מוצג כסמן ביולוגי חדש לפרוגנוזה גרועה בחולי סרטן, בהיותו כרוך במאפיינים שונים של המחלה כולל שגשוג, אנגיוגנזה, גרורתיות, הידרדרות המחלה, תיקון של DNA ועוד (Nishiwada וחב' ב-J Exp Clin Cancer Res משנת 2015, Chatterjee ו-Kundu משנת 2020).

הגילוי של נקטינים

נקטינים התגלו לראשונה כקולטנים לחדירת נגיפים, ולאחר התקדמות המחקר הם זוהו מאוחר יותר כחלבוני ספיחה. החוקרים התמקדו בתחילה בשאלה כיצד נגיף הפוליו נקשר לקולטני התא המאחסן לאחר ההדבקה. בשנת 1986, הותמרו תאי L של עכבר עם DNA אנושי, ונמצא שתאים אלה הפו חיוביים להדבקה עם נגיף פוליו. כיוון שתאים אלה היו עמידים להדבקה עם נגיף זה, הראה מחקר את משמעות נקטינים בהדבקה. המבנה של חלבוני נקטין:

חברי משפחת הנקטינים הם גליקופרוטאינים ממברנליים type 1 ומבטאים 2-3 וריאנטים כתוצאה מ-splice. הם מייצגים nectin-1α, וכן 1β ,-1γ-,-2α-,-2δ ,-3α ,-3β ו-3γ-. לנקטינים יש מבנה תלת-מקטעי: (א) המקטע החוץ-תאי מורכב משלוש לולאות משומרות דמויות Ig (לולאה אחת IgV ושתיים IgC), (ב) מקטע טרנס-ממברנלי ו-(ג) מקטע ציטופלזמי. משפחת חלבוני הנקטין משחקת משחק מאוד חשוב בקומיוניקציות הבינתאיות על ידי סיוע  לספיחה הבינתאית בסוגי רקמות שונים בגוף (Takai ו-Nakanishi ב-J Cell Sci משנת 2003). הנקטינים מגיבים עם החלבון הציטו-מבני אקטין על ידי afadin, שהוא חלבון הקושר F-actin, ובכך משפעלים מסלולי איתות רבים החיוניים לייצר קומוניקציה בינתאית. מלבד עם נקטינים, afadin מגיב גם עם α-catenin.

image.png

ללNectin-4 כסמן סרטני: בעבר היה דיווח ש-Nectin-4 מועשר אקסקלוסיבית ברקמות שחלתיות ועובריות; ושביטויו נחלש משמעותית בחיים הבוגרים (Fabre וחב' ב-Proc Natl Acad Sci U S A משנת 2002, Duraivelan וחב' ב-Biochim Biophys Acta Rev Cancer nab, 2003). ללNectin-4 או Nectin cell adhesion molecule 4, הוא חלבון ספיחה טרנס-ממברנלי type 1 שנמצא מבוטא ביתר במגוון של סוגי סרטן, מה שהופך אותו אנטיגן אטרקטיבי לתרפיה ממוקדת כגון antibody-drug conjugates (להלן ADCs). לפיכך, ה-FDA אישר את enfortumab vedotin (להלן EV) כ-ADC הראשון המכוון כנגד Nectin-4 בסרטן מערכת השתן.

Unlabelled Image

נקטינים, הידועים גם כחלבונים שהם poliovirus receptor-related (להלן PRR), הם משפחת-על של מולקולות ספיחה אימונוגלובוליניות שאינם תלויים ב-Ca+2, היוצרים משפחה עם 4 חברים (Nectin-1 עד Nectin-4, המשמשים קולטנים לכניסת נגיף הרפס סימפלקס או נגיף החצבת לתאים. משפחת הנקטינים היא בעלת תפקיד מרכזי במספר תהליכים ביולוגיים, הכוללים ספיחה בינתאית, חיוניות תאית, היכולת לנוע, אינטראקציה בין פתוגן למאחסן, ומודולציה חיסונית כמו גם התחמקות ממערכת החיסון (Mizutani וחב' ב-Biochem J משנת 2016, Chatterjee וחב' ב-Eur J Pharmacol משנת 2021, ו-Fu וחב' ב-Signal Transduct Target Ther משנת 2022). החלבון nectin-4 (או nectin cell adhesion molecule 4) מבוטא באופן מוגבר בתאים עובריים וברקמת השלייה, בה בשעה שהוא מבוטא באופן מופחת משמעותית בגיל הבוגר (Rajc וחב' ב-Pathol Res Pract משנת 2017). אנטיגן זה הכרוך בסרטן, משחק מעורבות קריטית בשגשוג תאים תוך יצירה של lamellipodia (שהם בליטות ציטו-שלדיות של אקטין בקצה המוביל של תאים. בתוך ה- lamellipodia ישנן צלעות של אקטין הקרויות microspikes, שכאשר הם מתפשטים מעבר לחזית של ה-lamellipodium הם קרוים filopodia). יש לציין ש-nectin-4 מבוטא ביתר במגוון ממאירויות כגון אלה של הריאות, השד, השחלות, האגן, מערכת השתן, כיס המרה, הושט, הקיבה, המעי הגס, בלוטת הלבלב, הראש והצוואר, והתירואייד כמו גם במלנומה, קרצינומת תאי הקשקש של העור, וקרצינומה הפאטו-תאית (Najminejad וחב' ב-Mol Ther משנת 2023, Rosenberg וחב' ב-Ann Oncol משנת 2016, Holmes וחב' ב-Ann Oncol משנת 2019). ביטוי יתר של nectin-4 תואם את השגשוג המוגבר של תאים, חיוניותם, אנגיוגנזה, מעבר מתאים אפיתליאליים למזנכימליים, נדידה, יכולת החדירה, גרורתיות, גודל הגידול הסרטני, הידרדרות, תיקון DNA, הישרדות מוחלשת, הישרדות נקייה ממחלה, התפתחות המחלה ופרוגנוזה גרועה, חשוב לציין, שהשראה וביטוי של nectin-4, הופכת אותו לאנטיגן מבטיח להתפתחות של טיפולים המכוונים נגדו, כגון קוניוגציה של נוגדן ותרופה (ADCs). חשוב ביותר, שהאישור הראשון של ה-FDA ל-ADC כנגד nectin-4, ניתן ל-enfortumab vedotin (או EV) לטיפול בסרטן מערכת השתן. ה-ADCs מגלים סלקטיביות גדולה יותר לתאי סרטן, בהעברה מדויקת ויעילה יותר של של תרופות הפוגעות בתאים הסרטניים. פעילות זו זכתה למעלה מ-170 ADCs אישורים של ה-FDA לניסויים קליניים.

 מניעת בליעה עצמית של תאי סרטן מעודדת את ההשפעות האנטי סרטניות של Nectin-4-MMAE:     

Monomethyl auristatin E (MMAE) הוא תכשיר סינתטי אנטי נאופלסטי. בגלל הטוקסיות שלו, הוא לא יכול לשמש כתרופה כשלעצמה, ובמקום זאת הוא קשור לנוגדן חד-שבטי המכוון אותו לתאים הסרטניים.

figure 7

אילוסטרציה גרפית כיצד אוטופגיה מגינה על תאי סרטן בנוכחות Nectin-4-MMAE, וכיצד החסימה של יכולה להגביר את ההשפעות של Nectin-4-MMAE. הוראות לביצוע הבדיקה: בלוק של הרקמה מקובע על ידי פורמלין, ועבר embedding על ידי פרפין; הרקמה בעובי 4 מיקרון צריכה להיות מקובעת על זכוכיות נושא טעונות חיובית. זכוכית נושא אחת תצבע עם hematoxylin-eosin. יציבות הדגימה כדגימה בטמפרטורת החדר (מועדפת) או מקוררת למשך 28 יום. שיטת הבדיקה: Immunohistochemistry.