Nhấn mạnh
- Xanthine oxidoreductase (XOR) được xác định là một yếu tố quan trọng gây ra sự đề kháng đối với các chất ức chế tyrosine kinase EGFR (TKIs) trong cholangiocarcinoma gan (iCCA).
- XOR thúc đẩy sự ổn định của protein EGFR thông qua quá trình deubiquitination do USP8 và tăng cường MUC1, làm tăng tín hiệu gây ung thư và sửa chữa tổn thương DNA.
- Triệu chứng hoặc ức chế XOR giảm sự phân chia của khối u, làm tăng tổn thương DNA, và đáng kể tăng độ nhạy của tế bào iCCA đối với EGFR TKIs như gefitinib.
- Đánh dấu XOR cung cấp một chiến lược điều trị mới để vượt qua sự đề kháng của TKI và cải thiện kết quả cho bệnh nhân mắc iCCA, một loại ung thư gan tấn công với ít lựa chọn điều trị.
Nền tảng nghiên cứu
Cholangiocarcinoma gan (iCCA) là một loại ung thư gan nguyên phát rất tấn công xuất hiện từ niêm mạc ống mật trong mô gan. Dù có những tiến bộ trong y học phân tử, iCCA vẫn tiếp tục có tiên lượng xấu do chẩn đoán muộn, sự tiến triển nhanh chóng của bệnh và sự đề kháng đối với các liệu pháp hiện tại. Sự thụ thể tăng trưởng biểu bì (EGFR) thường xuyên bị quá biểu hiện và hoạt hóa bất thường trong iCCA, đại diện cho một mục tiêu hứa hẹn cho các liệu pháp phân tử. Tuy nhiên, các thử nghiệm lâm sàng của các chất ức chế tyrosine kinase EGFR (TKIs) như gefitinib đã không chứng minh được lợi ích lâm sàng đáng kể, làm nổi bật nhu cầu cấp bách để hiểu và vượt qua cơ chế đề kháng. Cơ sở phân tử của sự đề kháng EGFR TKI trong iCCA vẫn chưa được xác định rõ ràng, hạn chế việc phát triển các chiến lược điều trị mục tiêu hiệu quả.
Thiết kế nghiên cứu
Để làm sáng tỏ cơ chế đề kháng EGFR TKI trong iCCA, các nhà nghiên cứu đã sử dụng sàng lọc hóa học-di truyền CRISPR-Cas9 quy mô toàn bộ gen trong các dòng tế bào iCCA được xử lý bằng chất ức chế EGFR. Cách tiếp cận này không thiên vị giúp xác định các modulator gen ảnh hưởng đến độ nhạy của thuốc. Biểu hiện của các gen ứng viên được đánh giá trong các mẫu phẫu thuật iCCA người so với mô xung quanh không khối u bằng cách sử dụng miễn dịch hóa học, western blotting và PCR ngược transcriptase định lượng. Các mô hình in vivo bổ sung đã được thiết lập sử dụng chuột được chỉnh sửa gen đặc biệt ở gan với sự mất chức năng của Xdh (mã hóa XOR) và các động cơ gây ung thư somatic (myr-AKT với YapS127A hoặc NICD1) được chuyển giao qua hệ thống transposon Sleeping Beauty. Các bài kiểm tra chức năng đánh giá sự phân chia tế bào khối u, tổn thương DNA và sự tiến triển của khối u trong bối cảnh điều chỉnh XOR và điều trị EGFR TKI. Các nghiên cứu cơ chế phân tử đã đặc trưng sự điều hòa biểu hiện của XOR bởi CEBPβ và các tác động xuống dòng của nó đối với sự ổn định của EGFR và biểu hiện MUC1.
Kết quả chính
Các màn hình CRISPR-Cas9 đã tiết lộ xanthine oxidoreductase (XOR) là một yếu tố thiết yếu tạo ra sự đề kháng đối với EGFR TKIs trong các tế bào iCCA. XOR được biểu hiện rõ rệt hơn trong mô khối u iCCA so với các mẫu xung quanh và niêm mạc ống mật. Triệu chứng hoặc mất chức năng gen của XOR ức chế sự phân chia của tế bào iCCA và sự tăng trưởng của khối u, đi kèm với sự tăng lên của các dấu hiệu tổn thương DNA. Đáng chú ý, sự kết hợp giữa ức chế XOR và gefitinib đã cho thấy hiệu quả chống khối u đồng thời cả in vitro và trong các mô hình iCCA chuột đã được thiết lập.
Một cách cơ chế, yếu tố chuyển hóa CEBPβ được tìm thấy điều hòa biểu hiện của XOR, đặt trục này ở phía trên trong đường dẫn đề kháng thuốc. XOR tăng cường sự ổn định của protein EGFR thông qua quá trình deubiquitination do USP8, ngăn chặn sự phân giải proteasomal. Đồng thời, XOR tăng cường biểu hiện protein mucin MUC1, vốn được biết đến là ổn định các thụ thể tyrosine kinase và thúc đẩy các chuỗi phản ứng tín hiệu xuống dòng bao gồm những liên quan đến sửa chữa DNA.
Do đó, hoạt động XOR cao duy trì tín hiệu EGFR và tăng cường khả năng sửa chữa tổn thương DNA trong tế bào iCCA, cùng nhau thúc đẩy sự đề kháng đối với TKIs. Sự gián đoạn của trục này do XOR khôi phục độ nhạy đối với các chất ức chế EGFR và dẫn đến ức chế sự tăng trưởng của khối u.
Bình luận chuyên gia
Nghiên cứu này giải quyết một rào cản quan trọng trong điều trị mục tiêu cho iCCA bằng cách xác định XOR là một yếu tố trung gian quan trọng của sự đề kháng nội tại đối với EGFR TKIs. Việc áp dụng sàng lọc CRISPR quy mô toàn bộ gen nhấn mạnh sức mạnh của genomics chức năng không thiên vị để giải mã các cơ chế đề kháng phức tạp. Việc làm sáng tỏ trục XOR–USP8–MUC1 cung cấp một cơ sở phân tử thuyết phục cho các phương pháp điều trị kết hợp ức chế XOR để không ổn định EGFR và tăng cường hiệu quả của TKI.
Trong khi sự quá biểu hiện EGFR trong iCCA đã được nhận biết, cuộc điều tra này đã làm sáng tỏ lý do tại sao sự quá biểu hiện thụ thể một mình không chuyển thành đáp ứng lâm sàng của TKI. Các cơ chế ổn định và sửa chữa có thể trung hòa các tác động dự kiến của việc chặn EGFR. Điều quan trọng, vai trò của XOR trong việc thúc đẩy sửa chữa DNA có thể góp phần vào sự sống còn của tế bào khối u dưới sự căng thẳng dược lý.
Hạn chế bao gồm cần xác nhận các kết quả này trong các nhóm bệnh nhân lớn hơn và khám phá các tác dụng ngoại mục tiêu hoặc độc tính của ức chế XOR trong các môi trường lâm sàng. Ngoài ra, sự đa dạng của các khối u iCCA yêu cầu khám phá các chiến lược kết hợp, có thể tích hợp các chất ức chế XOR với các liệu pháp mục tiêu hoặc miễn dịch khác.
Kết luận
Nghiên cứu quan trọng này xác định xanthine oxidoreductase là một động lực mới và có thể thực hiện được của sự đề kháng đối với các chất ức chế tyrosine kinase EGFR trong cholangiocarcinoma gan. Bằng cách duy trì sự ổn định của thụ thể EGFR thông qua quá trình deubiquitination do USP8 và tăng cường MUC1, XOR tăng cường các chuỗi phản ứng tín hiệu gây ung thư và các con đường sửa chữa tổn thương DNA, tạo ra một hình thái đề kháng. Đánh dấu XOR làm tăng độ nhạy của tế bào iCCA đối với chất ức chế EGFR, ức chế sự tiến triển của khối u, và có thể đại diện cho một chiến lược biến đổi để cải thiện kết quả trong một bệnh ác tính khó điều trị. Phát triển lâm sàng tương lai của các chất ức chế XOR cùng với EGFR TKIs hứa hẹn giải quyết một nhu cầu chưa được đáp ứng quan trọng trong quản lý iCCA.