KRAS - תשנית בגן - KRAS mutation

הדפס

מדריך בדיקות מעבדה
KRAS - תשנית בגן
KRAS mutation
מעבדה	ביולוגיה מולקולרית, פתולוגיה.
תחום	סרטן המעי הגס, סרטן ריאות, סרטן הלבלב.
יוצר הערך	פרופ' בן-עמי סלע

מטרת הבדיקה

סמנים פרוגנוסטיים לחולים בסוגי סרטן אחדים, המטופלים בתכשירים המכוונים כנגד epidermal growth factor receptor.

הגן KRAS ממוקם על הזרוע הקצרה של כרומוזום 12 באתר 12.1. הגן KRAS מקודד לחלבון K-Ras שהוא רכיב במסלול התאי RAS/MAPK, וחלבון זה משגר איתותים מחוץ לתא לגרעין התא. איתותים אלה מסייעים לתא להתחלק ולשגשג, או להגיע לבשלות ולהתמיינות למילוי תפקידיו השונים. החלבון K-Ras פועל כ-GTPase ומסב GTP ל-GDP. על מנת לשגר איתותים, K-Ras מופעל על ידי קישור למולקולה של של GTP, ושיכוך פעילותו מתרחש כאשר הוא מסב מולקולת GTP ל-GDP. השם KRAS נקבע כיוון שהוא התגלה במקור כאונקוגן של הנגיף Kirsten RAt Sarcoma (על פי Tsuchida וחב' ב-Science משנת 1982), והגן KRAS הוא למעשה פרוטו-אונקוגן בהיותו נובע מהגנום התאי.

אמפליפיקציה של KRAS

הגן KRAS יכול להיות מוגבר בסרטן המעי הגס, על ידי מוטציות. גידולים או שורות תאים בהם קיימת מוטציה גנטית אינם מגיבים לטיפול עם מעכבים של EGFR. למרות שאמפליפיקציה של KRAS הוא תרחיש לא תדיר בסרטן המעי הגס, הוא עשוי להיות אחראי למניעת תגובה לטיפול אנטי-EGFR במטופלים אחדים (Valtorta וחב' ב-Int J Cancer משנת 2013). אמפליפיקציה של wild-type Kras נצפתה בסרטן השחלות, הקיבה, הרחם, והריאות (Sankaranarayanan וחב' ב-PLos ONE משנת 2015, ו- Chen וחב' ב-PLos ONE משנת 2014).

סרטן ריאות

היותו של מטופל חיובי או שלילי לתשנית (מוטציה) ב-EFGR, תנבא כיצד יגיב המטופל לתרפיה עם אנטגוניסטים של EFGR כגון erlotinib (שם מותג Tarceva) או gefitinib (שם מותג Iressa). לעומת זאת, מטופלים עם מוטציה ב-EGFR הם בעלי שיעור תגובה של 60% ל-erlotinib. עם זאת המוטציות ב-EGFR או ב-KRAS הן אקסקלוסיביות ואינן תלויות זו בזו (Suda וחב' ב-Cancer Metast Rev משנת 2010, Riley וחב' ב- Proc Am Thoracic Soc משנת 2009, ו-Pao וחב' ב-PLos Med משנת 2005). חולי סרטן ריאות החיוביים למוטציה ב-KRAS, וסטאטוס wild type לגבי EGFR הם בעלי תגובה של 5% בלבד ל-erlotinib או ל-gefitinib.

מדידת KRAS

ביולי 2009, ה-FDA דרש מהחברות המייצרות את שני נוגדנים החד-שבטיים המכוונים כנגד EGFR‏ (Vectibix ו-Erbitux) לכלול על אריזות התוצר מידע על המוטציות ל-KRAS. בשנת 2012 אישר ה-FDA לחברת QIAGEN לשווק את ערכת therascreen KRAS test, שהיא בדיקה גנטית המתוכננת לזהות את 7 התשניות בגן KRAS בתאי סרטן המעי הגס והחלחולת. מציאת תשניות אלה מצביעה על כך שהטיפול ב-ERBITUX לא יהיה יעיל (Cox וחב' ב- Nature Drug Discovery Reviews משנת 2014). תשניות driver ב-KRAS אחראיות לפתוגנזה של עד 20% מסוגי הסרטן באדם (Kaiser וחב' ב-Science Magazine משנת 2019). לפיכך, KRAS הוא יעד תרופתי אטרקטיבי, אלא שאי הידיעה על זהותם של אתרי הקישור, עיכב את הפתרונות לפיתוח הפרמצבטי (Mullard ב-Drug Discovery משנת 2019). אתר קישור פוטנציאלי לתרופה הוא האתר אליו מתקשרים GTP/GDP, אלא שבגלל זיקת הקישור הגבוהה מאוד של GTP/GDP לאתר זה, יש סבירות נמוכה שתכשיר תרופתי יוכל להיקשר לאתר זה תוך תחרות עם GTP/GDP.

תשנית G12C

תשנית KRAS^G12C היא תשנית driver שכיחה, הממוקמת בשכנות לאתר קישור שטחי. נתון זה איפשר פיתוח של מעכבי KRAS אלקטרופיליים המסוגלים ליצור קשרים בלתי-הפיכים קו-וולנטיים עם אטום הגופרית הנוקלאופילי של ציסטאין בעמדה 12 של KRAS המוטנטי, ואינו נוגע ב-wild type KRAS‏ (Plieth ב-Evaluate משנת 2019). שני מעכבים של KRAS^G12C המוטנטי הגיעו לשלב של ניסויים קדם-קליניים: חברת Amgen פיתחה את AMG 510 ‏(Li וחב' ב-Genes & Development משנת 2000), וחברת Mirati Therapeutics ייצרה את MRTX-849‏ (Kyono וחב' ב-J Biol Chem משנת 2000, ו- Rubio וחב' ב-Eur J Biochem משנת 1999) שאושרה לניסויים קדם-קליניים. חברת AstraZeneca בשיתוף Ionis Therapeutics הודיעו על פיתוח מוטנט נוקלאוטידי antisense בשם AZD4785 שעבר כבר ניסוי phase 1‏ (Spaargaren ו-Bischoff ב-Proc Natl Acad Sci USA משנת 1994), אך פיתוחו הופסק בשל אי-יעילות (Vos וחב' ב-J Biol Chem משנת 2003).

תשנית G12D

המוטצייה השכיחה ביותר של KRAS היא G12D אך עד מאי 2019 לא היו ניסויים קליניים המכוונים כנגד מוטציה זו. ניסוי של חברת Mirati המכוון כנגד G12D מתוכנן להתחיל במהלך שנת 2021.

עם הזיהוי של המוטציה ב-RAS כמנבא חזק של העמידות הקלינית בפני תרפיות המכוונות כנגד EGFR, מדידת המוטציה הזו נכנסה לשגרת הטיפולים הקליניים, של מטופלים עם סרטן המעי הגס או של אלה עם סרטן ריאות. חלבוני RAS הם GTPases קטנים הנעים בין מצב פעיל בו RAS נקשר ל-GTP (או RAS-GTP), לבין מצב בלתי פעיל בו RAS נקשר ל-GDP (או RAS-GDP) (על פי Boguski ו-McCormick ב-Nature משנת 1993). שלושת הגנים של RAS מקודדים ל-4 חלבונים מאוד הומולוגיים במשקל מולקולרי של 21 קילו-דלטון: HRAS, KRAS-4A ו-KRAS-4B שהוא ריאגנט ה-splicing הפרידומיננטי המכונה KRAS, וכן NRAS. HRAS ו-KRAS זוהו לראשונה כגורמי התמרה בזני Harvey ו-Kirsten של נגיף סרקומה בעכברים, בעוד ש-NRAS מייצג את ההומולוג של האונקוגן הנגיפי של neuroblastoma RAS (על פי Parada וחב' ב-Nature משנת 1982, Chang וחב' באותו כתב עת מאותה שנה וכן ב-Proc Natl Acad Sci USA מאותה שנה, Der וחב' באותו כתב עת מאותה שנה, Shimizu וחב' באותו כתב עת משנת 1983).

הקישור של גורמי גדילה לקולטנים שלהם, מחיש את הגיוס והשפעול של GEFs (או guanine nucleotide-exchange factors) כגון החברים במשפחת SOS (על פי Egan וחב' ב-Nature משנת 1993). גורמי GEF מעודדים את השפעול של RAS על ידי הרחקת GDP מ-RAS, וסיוע בקישור ל-RAS של GTP השכיח בציטוזול. היפוכו של דבר, השפעול של RAS נמצא תחת בקרה שלילית על ידי חלבונים המשפעלים GTPase (הידועים כ-GAPs). בתאי יונקים, שני חלבוני המפתח של GAPs הם ו-neurofibromin (או NF1), כאשר NF1 הוא מדכא גידולים , ואם חלה בו מוטציה ב-,germline מוביל הדבר ל-neurofibromatosis. מוטציות סומטיות ב-NF1 מופיעות גם כן בגליובלסטומה ובמספר סוגי סרטן אחרים.