Investigação e Formação Avançada
Desenvolvimento e caracterização de um modelo celular de resistência adquirida ao cetuximab em linhas celulares humanas de cancro colorectal KRAS- e BRAF-wt
Num curso dominado predominantemente pela vertente clínica da Medicina, o GAPIC, Gabinete de Apoio à Investigação Científica Tecnológica e Investigação surge como uma oportunidade para os estudantes contactarem com o método de investigação experimental e desenvolverem o seu raciocínio científico. Visto ambas estarmos interessadas em participar num projecto de investigação laboratorial e aprofundar os nossos conhecimentos e práticas nas ciências básicas, decidimos contactar a Prof. Doutora Teresa Pacheco, da Unidade de Investigação de Oncologia Clínica do IMM, que já conhecíamos como Docente da cadeira de Bioquímica. Após uma breve discussão, a Prof. Doutora Teresa Pacheco acolheu-nos como tutora e conseguimos assim integrar-nos num projecto recente da Unidade, cuja porção que nos compete estudar será desenvolvida durante o ano lectivo 2012/2013, intitulando-se “Desenvolvimento e caracterização de um modelo celular de resistência adquirida ao Cetuximab em linhas celulares humanas de cancro colo-rectal KRAS- e BRAF-wt”.
Porquê este projecto?
O cancro colo-rectal é o terceiro cancro mais frequente a nível mundial¹, sendo que cerca de 40-50% dos diagnósticos são feitos quando a doença já se encontra num estadio metastizado. Nesta fase, os doentes revelam um prognóstico muito reservado, estimando-se uma sobrevida global média de 18-21 meses¹.
A patogénese do cancro colo-rectal engloba a desregulação de vias de sinalização celulares4, destacando-se as iniciadas pelo Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR), envolvido na sobrevivência, proliferação e capacidade invasiva das células tumorais¹.
Numa nova perspectiva de desenvolvimento de terapêuticas dirigidas a alvos específicos, produziram-se os anticorpos monoclonais Cetuximab e Panitumumab, inibidores da actividade do EGFR e utilizados sobretudo em casos de cancro colo-rectal metastizado. Contudo, a sua eficácia foi demonstrada em apenas 10-20% dos casos¹, sugerindo a existência de alterações celulares que conferem resistência, primária ou secundária, a esta terapêutica.
Um dos mecanismos de resistência primária à terapêutica anti-EGFR passa pela sobreactivação de intervenientes downstream nas vias de sinalização iniciadas pelo EGFR, sendo a mais importante neste contexto a proteína KRAS. Doentes com mutações no gene correspondente apresentam formas constitutivamente activas da proteína KRAS, o que anula nestes casos o benefício da terapêutica biológica referida4. Para além dos mecanismos de resistência primária, verifica-se que tumores sem mutação no KRAS inicialmente sensíveis a terapêutica anti-EGFR adquirem frequentemente resistência secundária à mesma¹.
Para além da alteração celular supracitada, foram descritas várias outras que participam igualmente na resistência do tumor à terapêutica anti-EGFR, nomeadamente variações na actividade das proteínas BRAF, PI3K e PTEN, embora a correlação clínica destas não seja tão forte como a verificada com o KRAS¹.
Contudo, influenciando as perspectivas de tratamento, existe ainda uma percentagem de tumores que, não tendo nenhuma destas quatro mutações descritas, continua a não responder à terapêutica anti-EGFR. Isto sugere a existência de outras vias de sinalização envolvidas na fisiopatologia do cancro, que continuam por descobrir.
Um desses mecanismos de resistência ainda não identificados pode residir na via PI3K/AKT/mTOR. O mammalian Target Of Rapamycin (mTOR) é um proto-oncogene que codifica uma cinase² situada downstream na via de sinalização PI3K/AKT3, iniciada pela activação do EGFR. A sua acção na célula relaciona-se com a organização do citoesqueleto de actina, proliferação, sobrevivência e metabolismo celulares5.
De facto, a literatura científica publicada até à data revela que a hiperactivação da mTOR é um evento muito frequente nos cancros humanos5. Além do mais, um estudo realizado com células de cancro colo-rectal resistentes a Cetuximab verificou que a administração de um dos fármacos anti-EGFR concomitantemente com Everolimus, um inibidor da mTOR, permitiu restaurar a sensibilidade à terapêutica biológica, actuando os dois fármacos sinergicamente². Desta forma, supõe-se um racional a investigar, que considera a sobreactivação da mTOR como um mecanismo de resistência ao Cetuximab em cancro colo-rectal metastizado.
Quais os objectivos?
Para investigar a hipótese referida, pretendemos com este trabalho desenvolver um modelo celular de resistência adquirida ao Cetuximab, a partir de linhas celulares humanas derivadas de cancro colo-rectal KRAS- e BRAF-wild type e proceder à sua caracterização molecular, comparando as linhas seleccionadas (resistentes ao Cetuximab) com as respectivas linhas parentais. Esta análise será realizada com recurso a técnicas de immunoblotting e PCR, as quais desejamos aperfeiçoar e integrar nas nossas competências técnicas. Este trabalho irá decorrer até Novembro de 2013, sendo os resultados obtidos apresentados no mês de Dezembro no Dia da Investigação.
Actualmente, este projecto encontra-se ainda numa fase de optimização, começando em breve o trabalho de laboratório.
Com o desenrolar das várias etapas programadas, esperamos reunir conhecimentos teóricos e práticos essenciais à componente investigacional, desenvolver a destreza mental necessária à resolução dos vários problemas científicos e adquirir novas visões sobre os obstáculos que se nos surgem no dia-a-dia. Quando encerrarmos esta etapa da nossa vida académica, almejamos igualmente ter contribuído, em larga ou pequena medida, para a resolução desta patologia, que cada vez mais se aflora e que ameaça tantas vidas a nível mundial.
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Referências
1. Bardeli, A., Siena, S. (2010). Molecular Mechanisms of Resistance to Cetuximab and Panitumumab in Colorectal Cancer. Journal of Clinical Oncology, 28(7): 1254-1261
2. Bianco, R., Garofalo, S., Rosa, R., Damiano, V., et al. (2008). Inhibition of mTOR pathway by everolimus cooperates with EGFR inhibitors in human tumors sensitive and resistant to anti-EGFR drugs. British Journal of Cancer, 98: 923-930
3. Hsieh, A.C., Liu, Y., Edlind, M.P., Ingolia, N.T., Janes, M.R., et al. (2012). The translational landscape of mTOR signaling steers cancer initiation and metastasis. Nature, 485: 55-60
4. Pritchard, C.C., Grady, W.M. (2011). Colorectal Cancer Molecular Biology Moves Into Clinical Practice. Gut, 60(1): 116-129
5. Zaytseva, Y.Y., Valentino, J.D., Gulhati, P., Evers, B.M. (2012). mTOR inhibitors in cancer therapy. Cancer Letters, 319: 1-7
Sara Félix Dâmaso
4º ano de MIM
sara-damaso@campus.ul.pt
Maria Madalena da Palma Rosário
4º ano de MIM
m.rosario@campus.ul.pt
Porquê este projecto?
O cancro colo-rectal é o terceiro cancro mais frequente a nível mundial¹, sendo que cerca de 40-50% dos diagnósticos são feitos quando a doença já se encontra num estadio metastizado. Nesta fase, os doentes revelam um prognóstico muito reservado, estimando-se uma sobrevida global média de 18-21 meses¹.
A patogénese do cancro colo-rectal engloba a desregulação de vias de sinalização celulares4, destacando-se as iniciadas pelo Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR), envolvido na sobrevivência, proliferação e capacidade invasiva das células tumorais¹.
Numa nova perspectiva de desenvolvimento de terapêuticas dirigidas a alvos específicos, produziram-se os anticorpos monoclonais Cetuximab e Panitumumab, inibidores da actividade do EGFR e utilizados sobretudo em casos de cancro colo-rectal metastizado. Contudo, a sua eficácia foi demonstrada em apenas 10-20% dos casos¹, sugerindo a existência de alterações celulares que conferem resistência, primária ou secundária, a esta terapêutica.
Um dos mecanismos de resistência primária à terapêutica anti-EGFR passa pela sobreactivação de intervenientes downstream nas vias de sinalização iniciadas pelo EGFR, sendo a mais importante neste contexto a proteína KRAS. Doentes com mutações no gene correspondente apresentam formas constitutivamente activas da proteína KRAS, o que anula nestes casos o benefício da terapêutica biológica referida4. Para além dos mecanismos de resistência primária, verifica-se que tumores sem mutação no KRAS inicialmente sensíveis a terapêutica anti-EGFR adquirem frequentemente resistência secundária à mesma¹.
Para além da alteração celular supracitada, foram descritas várias outras que participam igualmente na resistência do tumor à terapêutica anti-EGFR, nomeadamente variações na actividade das proteínas BRAF, PI3K e PTEN, embora a correlação clínica destas não seja tão forte como a verificada com o KRAS¹.
Contudo, influenciando as perspectivas de tratamento, existe ainda uma percentagem de tumores que, não tendo nenhuma destas quatro mutações descritas, continua a não responder à terapêutica anti-EGFR. Isto sugere a existência de outras vias de sinalização envolvidas na fisiopatologia do cancro, que continuam por descobrir.
Um desses mecanismos de resistência ainda não identificados pode residir na via PI3K/AKT/mTOR. O mammalian Target Of Rapamycin (mTOR) é um proto-oncogene que codifica uma cinase² situada downstream na via de sinalização PI3K/AKT3, iniciada pela activação do EGFR. A sua acção na célula relaciona-se com a organização do citoesqueleto de actina, proliferação, sobrevivência e metabolismo celulares5.
De facto, a literatura científica publicada até à data revela que a hiperactivação da mTOR é um evento muito frequente nos cancros humanos5. Além do mais, um estudo realizado com células de cancro colo-rectal resistentes a Cetuximab verificou que a administração de um dos fármacos anti-EGFR concomitantemente com Everolimus, um inibidor da mTOR, permitiu restaurar a sensibilidade à terapêutica biológica, actuando os dois fármacos sinergicamente². Desta forma, supõe-se um racional a investigar, que considera a sobreactivação da mTOR como um mecanismo de resistência ao Cetuximab em cancro colo-rectal metastizado.
Quais os objectivos?
Para investigar a hipótese referida, pretendemos com este trabalho desenvolver um modelo celular de resistência adquirida ao Cetuximab, a partir de linhas celulares humanas derivadas de cancro colo-rectal KRAS- e BRAF-wild type e proceder à sua caracterização molecular, comparando as linhas seleccionadas (resistentes ao Cetuximab) com as respectivas linhas parentais. Esta análise será realizada com recurso a técnicas de immunoblotting e PCR, as quais desejamos aperfeiçoar e integrar nas nossas competências técnicas. Este trabalho irá decorrer até Novembro de 2013, sendo os resultados obtidos apresentados no mês de Dezembro no Dia da Investigação.
Actualmente, este projecto encontra-se ainda numa fase de optimização, começando em breve o trabalho de laboratório.
Com o desenrolar das várias etapas programadas, esperamos reunir conhecimentos teóricos e práticos essenciais à componente investigacional, desenvolver a destreza mental necessária à resolução dos vários problemas científicos e adquirir novas visões sobre os obstáculos que se nos surgem no dia-a-dia. Quando encerrarmos esta etapa da nossa vida académica, almejamos igualmente ter contribuído, em larga ou pequena medida, para a resolução desta patologia, que cada vez mais se aflora e que ameaça tantas vidas a nível mundial.
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Referências
1. Bardeli, A., Siena, S. (2010). Molecular Mechanisms of Resistance to Cetuximab and Panitumumab in Colorectal Cancer. Journal of Clinical Oncology, 28(7): 1254-1261
2. Bianco, R., Garofalo, S., Rosa, R., Damiano, V., et al. (2008). Inhibition of mTOR pathway by everolimus cooperates with EGFR inhibitors in human tumors sensitive and resistant to anti-EGFR drugs. British Journal of Cancer, 98: 923-930
3. Hsieh, A.C., Liu, Y., Edlind, M.P., Ingolia, N.T., Janes, M.R., et al. (2012). The translational landscape of mTOR signaling steers cancer initiation and metastasis. Nature, 485: 55-60
4. Pritchard, C.C., Grady, W.M. (2011). Colorectal Cancer Molecular Biology Moves Into Clinical Practice. Gut, 60(1): 116-129
5. Zaytseva, Y.Y., Valentino, J.D., Gulhati, P., Evers, B.M. (2012). mTOR inhibitors in cancer therapy. Cancer Letters, 319: 1-7
Sara Félix Dâmaso
4º ano de MIM
sara-damaso@campus.ul.pt
Maria Madalena da Palma Rosário
4º ano de MIM
m.rosario@campus.ul.pt
