מוטציות KIT ו- PDGFRA בגיסט

זהו החלק הראשון מבין שני חלקים אודות "מוטאציות קינאז KIT ו- PDGFRA בגיסט" במאמר זה, יתאר ד"ר היינריך את הרקע לתפקיד של "מוטאציות קינאז בגיסט, תוך התמקדות בהשלכות הביולוגיות והקליניות של מוטאציות אלה. בחלק השני ד"ר Christopher Corless יספק פרשנות פרקטית, מבוססת קלינית למוטציות אלה ויתמקד בהיבטים הפרקטיים של בדיקות מוטציה, מאחר ואלה חלות על החלטות קליניות שגרתיות.

בשנת 1988, ד"ר Seiichi Hirota והצוות המדעי שלו ביפן גילו שגידולי גיסט מבטאים את החלבון KIT (המוכר בשם C-kit או CD117). כמו כן, הם גילו שברוב גידולי הגיסט, חלבון ה-KIT עבר מוטציה. כך, שהוא מספק רמה גבוהה ובלתי פרופורציונאלית של גירוי צמיחה לתאי הגידול. תצפיות אלה גרמו למהפכה בתחום הגיסט בשני אופנים: 1) הן סיפקו לפתולוגים בדיקה חדשה (צביעה אימונו-היסטוכימית לחלבון KIT) אשר אפשרה לבצע הבחנה בין גיסט ובין גידולים אחרים של מערכת העיכול 1  ו- 2) הן הסבירו מה גרם לתאי גיסט לגדול. הממצא שלרוב גידולי הגיסט יש אנזים KIT מופעל שעבר מוטציה (קינאז) מיד העלה את האפשרות שטיפולים תרופתיים שיכולים לעכב את פעילות אנזים ה-KIT יהיו אפקטיביים בגידולים ממאירים של גיסט. בתשע השנים מאז הדוח הראשוני של ד"ר Hirota, נרשמו התפתחויות אדירות באבחון ובטיפול מחלת הגיסט. יש לציין כי שני מעכבי קינאז שונים (אימטיניב וסוניטיניב) אושרו כעת ע"י ה-FDA לטיפול בגיסט ומספר רב של מעכבים אחרים נבדק לטיפול בגידולים עמידים לאימטיניב ו/או לסוניטיניב.

אחת ההתפתחויות הייתה התגלית, בשנת 2003, שתת-סדרה של גידולי גיסט כוללת מוטציות בקינאזה אחות המכונה PDGFRA. 2 תגלית זו, תוצאת שיתוף הפעולה בין ד"ר Jonathan Fletcher וד"ר George Demetri בבוסטון והמעבדות שלנו ב-OHSU, סייעה בהסברת המקור של לפחות חלק מגידולי הגיסט הנעדרים מוטציות של KIT. כמה ממצאים מחזקים את ההיפותזה שהפעלת מוטאציות של KIT או PDGFRA היא האירוע הפותח ברוב גידולי הגיסט בקרב מבוגרים: 1) מוטאציות KIT שכיחות בגידולי גיסט קטנים שהתגלו באקראי; 2) סטטוס של מוטאציית KIT אינו מגלה קורלציה לדירוג הפתולוגי; 3) מוטאציות KIT או PDGFRA נרכשות מיוחסות לתסמונות גיסט משפחתי (בבני אדם); 4) ביטוי של KIT שעבר מוטאציה אצל עכברים גורם לגידולי גיסט; 5) מוטאציות KIT מקדימות חריגות גנטיות אחרות התורמות לצמיחת גיסט ולממאירות. באופן כללי, מוטאציות KIT או PDGFRA קיימות ב-80% עד 85% מגידולי הגיסט, וב-5% מגידולי הגיסט, בהתאמה. מוטאציות אלה הן בלעדיות באופן הדדי (כלומר, אין מקרים מדווחים של מוטאציות KIT ו-PDGFRA בו-זמנית באותו גידול). לא ברור עדיין מה מסביר צמיחה של גידולי גיסט הנעדרים מוטאציות קינאז (המכונים גידולי גיסט מסוג "גזע בר"), אך נושא זה נתון למחקר אינטנסיבי. מנקודת המבט של כלים פתולוגיים רגילים כגון צביעה אימונו-היסטוכימית ומיקרוסקופיית אור, לא ניתן להבחין בין גידולים אלה ובין גידולי גיסט עם מוטאציות קינאז.

הגנים KIT ו-PDGFRA נמצאים במקטע רחב של דנ"א על כרומוזום 4. בדומה לרוב הגנים בדנ"א שלנו, הגנים KIT ו- PDGFRA מורכבים מכ-20 אקסונים (אם גן הוא ספר, אקסון הוא פרק). כל אקסון מכיל מחרוזת של מילים (קודונים), וכל מילה מיוצגת ע"י 3 אותיות דנ"א (בסיסים A, T, G או C). הרצף המדויק של האותיות / הבסיסים באקסונים מייצג את התוכנית ליצור חלבון KIT או PDGFRA נורמלי, המורכב מאבני בניין המכונים חומצות אמינו.

מוטאציות של KIT או PDGFRA שנמצאו בגידולי גיסט אותרו באקסונים מסוימים (אקסונים 8, 9, 11, 13 או 17 ב-KIT; 12, 14 או 18 ב- PDGFRA). כמו כן, בתוך אקסון מסוים, רק מוטאציות מסוימות יכולות להוביל להפעלה אבנורמלית של אנזים קינאז. מואטציות אלה יכולות להיות פשוטות כמו החלפת אות/בסיס דנ"א אחד באות/בסיס אחר, או שינויים מורכבים יותר הכוללים מחיקה או הוספה של מחרוזת שלמה של בסיסי דנ"א. איור 1 מתאר את הרצף המדווח והמיקום של מוטאציות KIT ו- PDGFRA בגיסט, על סמך העבודה במעבדת Heinrich-Corless.

בנוסף לתפקיד המשוער של מוטאציות קינאז בהופעת גידולי גיסט, ישנה גם הוכחה ברורה לקורלציה בין ביולוגיית הגידול לנוכחות ו/או לסוג מוטאציית הקינאז. לדוגמה, 98% מגידולי הגיסט עם מוטאציות אקסון 9 של KIT מופיעים במעי הדק או במעי הגס, בעוד רוב גידולי הגיסט בעלי מוטאציות PDGFRA מקורם בבטן. להבדיל, גידולי גיסט עם אקסון 11 של KIT יכולים להופיע בכל חלק של מערכת העיכול. כמו כן, סוג המוטאציה נמצא בקורלציה עם שינויים גלובליים בדפוס הגנים המבוטאים בגידולי גיסט, כפי שמעריכה טכנולוגיית "שבב הגן" המשוכללת במעבדות של ד"ר Antonescu וד"ר Van de Rijn. לבסוף, פוטנציאל הממאירות הטמון בגידולי גיסט עשוי להיות מושפע לא רק מנוכחות או מהעדר המוטאציה, אלא גם מסוג המוטאציה (לדוגמה, אקסון מעורב, מחיקה לעומת החלפת בסיס יחיד).

הפרשנות האמורה לעיל מתייחסת לגידולי גיסט המופיעים בקרב מבוגרים. להבדיל, גיסט המופיע אצל ילדים, מתבגרים, או בוגרים צעירים מגלה תכיפות הרבה פחות גבוהה של מוטאציות ב-KIT או ב- PDGFRA (פחות מ-10% מהמקרים). 3 כמפורט בספרות ובכתבי-עת אחרים של LRG, גידולי גיסט המופיעים אצל מטופלים צעירים יותר הם בעלי מאפיינים שונים בהשוואה לגידולי גיסט בקרב מבוגרים. על סמך השיקולים הנ"ל, פותח סיווג מולקולרי של גידולי גיסט (ראה טבלה 1).

אחד המאפיינים הבולטים של המחקרים הקליניים של אימטיניב לטיפול בגיסט הוא הממצא העקבי שתתי-סדרות של גיסט המוגדרות מבחינה גנוטיפית, הן בעלות תוצאות שונות במהלך טיפול בתרופה זו. טבלה 2 מציגה את הקורלציות בין הגנוטיפ של הגידול ותגובת הגידול (תגובות מלאות וחלקיות) בארבעה ניסויים (שלבים 1-3). בהתבסס על 509 גידולי גיסט שעברו גנוטיפיזציה, שיעור התגובה לגיסט מסוג אקסון 11 של KIT שעבר מוטציה, אקסון 9 של KIT שעבר מוטציה וגיסט מסוג "גזע בר", הוא 74%, 38% ו-22% בהתאמה. בדומה, ההסתברות לעמידות ראשונית לאימטיניב עבור גידולי גיסט מסוג אקסון 11 של KIT, אקסון 9 של KIT ו"גזע בר", היא 4%, 16% ו-25% בהתאמה. ממצא מפתיע עוד יותר הוא שגנוטיפ הקינאז נמצא בקורלציה עם הישרדות כוללת, ללא התקדמות, עם הישרדות עליונה בקרב מטופלים שהגיסט שלהם מכיל מוטאציית אקסון 11 של KIT. לדוגמה, הזמן החציוני להתקדמות גידול בקרב מטופלים שלגיסט שלהם יוחסה מוטאציית אקסון 11 של KIT ארוך יותר משנה אחת לעומת מטופלים שהגידולים שלהם כוללים גנוטיפים של קינאז מסוג אקסון 9 של KIT או "גזע בר". יתרון דומה של הישרדות כוללת התגלה בקרב מטופלים בעלי מוטאציות אקסון 11 של KIT לעומת תתי-הסדרות האחרות הגנוטיפיות השכיחות יותר.

4-6

התוצאות שלעיל משקפות נתונים שנלקחו ממחקרים קליניים שבהם מינון האימטיניב נע בין 400 ל-800 מ"ג ביום. באנליזת תת-סדרה שנערכה לאחרונה במסגרת ניסוי שלב III EORTC/AustralAsia, ד"ר Debiec-Rychter ועמיתים גילו שהישרדות ללא התקדמות של חולי גיסט בעלי מוטאציות אקסון 9 של KIT הייתה טובה יותר באופן מהותי כאשר הם טופלו בעזרת 800 מ"ג ביום לעומת 400 מ"ג.6 להבדיל, מטופלים שלגיסט שלהם יוחסו מוטאציות אקסון 11 של KIT גילו הישרדות ללא התקדמות דומה בכל אחד מהמינונים. מומחים רבים לגיסט ממליצים כיום על גנוטיפיזציה של הגידול כעניין שבשגרה ובחירת מינון המבוססת על נוכחות או היעדרות של מוטאציית אקסון 9 של KIT. בימים אלה מבצעות אנליזות קורלטיביות דומות העושות שימוש בנתוני גנוטיפיזציה ותוצאות מן המחקר שלב III בצפון אמריקה. מטה-אנליזה (מקבצים סטטיסטיים) של נתונים משני הניסויים תושלם בשלהי 2007.

חלק קטן של המטופלים רשם המשך צמיחה של הגידול עם אימטיניב ב-6 החודשים הראשונים של הטיפול, תוצאה המפורשת כעמידות ראשונית. בהשוואה למטופלים בעלי גידולים עם מוטאציות אקסון 11 של KIT, מטופלים בעלי גידול מסוג אקסון 9 שעבר מוטציה או "גזע בר" מיוצגים באופן מוגזם בקבוצה זו. בקרב מטופלים שקיבלו טיפול מעבר ל-6 חודשים, חלק נכבד ירשום צמיחה של גידול אחד או יותר בין 12 ל-36 חודשי הטיפול. תופעה זו מכונה עמידות משנית. מחקרים שנערכו לאחרונה בכמה מעבדות מגלים שברוב הגידולים מסוג זה ישנן מוטאציות חדשות, נרכשות ב-KIT או PDGFRA, המתערבות ישירות ביכולת של אימטיניב לחסום את הקינאזה. 7-10 תופעה זו דומה לבקטריה שהופכת עמידה לאנטיביוטיקה, והיא מעידה על כך שעלינו להיות חכמים יותר בתכנון התרופות החדשות, ושעלינו לשקול שילובים של תרופות בעתיד.

סוניטיניב אושרה על-ידי ה-FDA לטיפול בחולי גיסט שאינם סובלים את האימטיניב, או עמידים לתרופה זו. על סמך ניסוי שלב III מורחב, נראה כי התגובות הטובות ביותר לתרופה זו התגלו בקרב מטופלים בעלי גידולים מסוג אקסון 9 של KIT שעבר מוטציה או מסוג "גזע בר". 11 יתרון זה אינו בא לידי ביטוי באותה מידה בקרב מטופלים שלגידולים שלהם מיוחסות מוטאציות בעלות עמידות נרכשת לאימטיניב, הקשורות למוטאציות קינאזה משניות, מאחר ורבות ממוטאציות אלה (בעיקר אלה באקסון 17) מעניקות לסוניטיניב עמידות בין-תרופתית. באופן צפוי, מטופלים המגיבים היטב בתחילה לסוניטיניב עלולים לפתח עמידות משנית, ומחקרים ראשוניים במעבדות שלנו הראו שמוטאציות שעמידות ספציפית לסוניטיניב מתרחשות בסביבה זה.

בהתבסס על החשיבות המהותית של מוטאציות קינאז להיווצרות מחלת הגיסט, הביולוגיה והתגובה למעכבי קינאזה במחלה זו, ניתן לצפות שהמדע הבסיסי והתרגום שלו למאמצים מחקריים ימשיכו להקדיש משאבים ניכרים להבנה כיצד ניתן לנצל ביתר שאת  מוטאציות אלה כמטרות טיפוליות. כמצוין לעיל, החשיבות של אפיון המוטאציות הללו הולכת וגדלה במסגרת הדיאגנוזה הקלינית והניהול הקליני שבשגרה.

ביבליוגרפיה 

1. Hirota S, Isozaki K, Moriyama Y, Hashimoto K, Nishida T, Ishiguro S, Kawano K, Hanada M, Kurata A, Takeda M, Muhammad Tunio G, Matsuzawa Y, Kanakura Y, Shinomura Y, Kitamura Y: Gain-offunction mutations of C-kit in human gastrointestinal stromal tumors. Science 279:577- 580, 1998
2. Heinrich MC, Corless CL, Duensing A, McGreevey L, Chen CJ, Joseph N, Singer S, Griffith DJ, Haley A, Town A, Demetri GD, Fletcher CD, Fletcher JA: PDGFRA Activating Mutations in Gastrointestinal Stromal Tumors. Science 299:708-710, 2003.
3. Prakash S, Sarran L, Socci N, DeMatteo RP, Eisenstat J, Greco AM, Maki RG, Wexler LH, LaQuaglia MP, Besmer P, Antonescu CR: Gastrointestinal stromal tumors in children and young adults: a clinicopathologic, molecular, and genomic study of 15 cases and review of the literature. J.Pediatr.Hematol.Oncol. 27:179-187, 2005
4. Heinrich MC, Corless CL, Demetri GD, Blanke CD, von Mehren M, Joensuu H, McGreevey LS, Chen CJ, Van den Abbeele AD, Druker BJ, Kiese B, Eisenberg B, Roberts PJ, Singer S, Fletcher CD, Silberman S, Dimitrijevic S, Fletcher JA: Kinase mutations and imatinib response in patients with metastatic gastrointestinal stromal tumor. J Clin Oncol 21:4342-4349, 2003.
5. Debiec-Rychter M, Dumez H, Judson I, Wasag B, Verweij J, Brown M, Dimitrijevic S, Sciot R, Stul M, Vranck H, Scurr M, Hagemeijer A, van Glabbeke M, Van Oosterom AT: Use of C-kit/PDGFRA mutational analysis to predict the clinical response to imatinib in patients with advanced gastrointestinal stromal tumours entered on phase I and II studies of the EORTC Soft Tissue and Bone Sarcoma Group. Eur.J Cancer 40:689-695, 2004.
6. Debiec-Rychter M, Sciot R, Le CA, Schlemmer M, Hohenberger P, Van Oosterom AT, Blay JY, Leyvraz S, Stul M, Casali PG, Zalcberg J, Verweij J, van GM, Hagemeijer A, Judson I: KIT mutations and dose selection for imatinib in patients with advanced gastrointestinal stromal tumours. Eur.J.Cancer 42:1093-1103, 2006.
7. Heinrich MC, Corless CL, Blanke CD, Demetri GD, Joensuu H, Roberts PJ, Eisenberg BL, von Mehren M, Fletcher CD, Sandau K, McDougall K, Ou WB, Chen CJ, Fletcher JA: Molecular correlates of imatinib resistance in gastrointestinal stromal tumors. J.Clin Oncol 24:4764-4774, 2006.
8. Wardelmann E, Merkelbach-Bruse S, Pauls K, Thomas N, Schildhaus HU, Heinicke T, Speidel N, Pietsch T, Buettner R, Pink D, Reichardt P, Hohenberger P: Polyclonal evolution of multiple secondary KIT mutations in gastrointestinal stromal tumors under treatment with imatinib mesylate. Clin.Cancer Res. 12:1743-1749, 2006.
9. Antonescu CR, Besmer P, Guo T, Arkun K, Hom G, Koryotowski B, Leversha MA, Jeffrey PD, Desantis D, Singer S, Brennan MF, Maki RG, DeMatteo RP: Acquired resistance to imatinib in gastrointestinal stromal tumor occurs through secondary gene mutation. Clin.Cancer Res. 11:4182-4190, 2005.
10. Debiec-Rychter M, van OA, Marynen P: Mechanisms of resistance to imatinib mesylate in gastrointestinal stromal tumors and activity of the PKC412 inhibitor against imatinib-resistant mutants. Gastroenterology 128:270-279, 2005.
11. Heinrich M, Maki G, Corless C et al: Sunitinib (SU) response in imatinib-resistant (IM-R) GIST correlates with KIT and PDGFRA mutation status. 2006 ASCO Annual Meeting Proceedings24:520S, 2006 (abstr).

מחמת מגבלות של מקום, לא ציינו את כל הפרסומים הרלוונטיים לנושא זה.

הדפס ושלח