Kao i mnoge retke bolesti, fibrolamelarni hepatocelularni karcinom (FLC) izaziva žestok napad na nekolicinu nesrećnih – u ovom slučaju, decu, adolescente i mlade odrasle osobe. Pošto njegovi simptomi mogu varirati od osobe do osobe, često se propušta ili se pogrešno dijagnostikuje dok ne metastazira i postane smrtonosna. Štaviše, terapije lekovima za uobičajene karcinome jetre nisu samo beskorisne za pacijente sa FLC-om, već su i štetne.
Ali novi uvidi o bolesti, zajedno sa upravo pokrenutim kliničkim ispitivanjem obećavajućih lekova, mogli bi značajno poboljšati zdravstvene ishode. Istraživači u Laboratoriji za ćelijsku biofiziku Univerziteta Rokfeler, na čelu sa Sanfordom M. Sajmonom, otkrili su da FLC ima poseban transkriptomski „potpis“ — skup aktiviranih gena — koji ga čini jedinstvenim među rakom jetre.
„Identifikovanje koje molekularne promene karakterišu FLC je važan korak ka razumevanju kako on nastaje i evoluira, što može otkriti potencijalne terapeutske ciljeve“, kaže prvi autor David Rekuena, viši istraživač u laboratoriji. „U idealnom slučaju, naši nalazi će poboljšati otkrivanje bolesti, promeniti tok lečenja i povećati stopu preživljavanja pacijenata.“
Nalazi, objavljeni u Nature Communications, dolaze kada Simonova laboratorija započinje kliničko ispitivanje koje spaja dva leka u jedan tretman za koji preliminarni rezultati pokazuju da je veoma efikasan protiv FLC.
Godine 2014., Simonov tim – koji je delom predvodila njegova ćerka, tada tinejdžerka, Elana, kojoj je nekoliko godina ranije dijagnostikovan FLC – otkrio je da je bolest izazvana fuzijom dva gena, DNAJB1 i PRKACA, izazvana mala delecija u hromozomu 19.
Laboratorija je nedavno utvrdila da ono što je važno nije formiranje fuzije, već da formiranje rezultira povećanjem količine PRKACA – katalitičke podjedinice protein kinaze A – koja se stvara. To je pravo poreklo bolesti. FLC tumorske ćelije u suštini imaju molekularnu neravnotežu: previše katalitičkih PKA proteina i nedovoljno inhibitornih koji normalno potiskuju protein i zaključavaju ga na mestu. Nesputana, prekomerna PKA može slobodno da izazove pustoš u ćeliji.
Za trenutnu studiju, istraživači su želeli da znaju da li postoji uobičajeni put bolesti nakon eksplozije PKA proteina. Neki tumori jetre su kategorisani kao „slični FLC“, ali im nedostaje fuzioni protein. Da li su oni zapravo FLC? A pošto je FLC nepropustan za tretmane koji inhibiraju druge vrste raka jetre, šta ga razlikuje od ovih drugih maligniteta?
Da bi saznali, istraživači su izvršili ogromnu analizu podataka o multiomičkom sekvenciranju iz 1.412 tumora uzrokovanih raznim vrstama raka jetre. Bila je to najveća takva analiza do sada, sa 220 uzoraka iz FLC tumora – više od šest puta više nego što je bilo uključeno u bilo koju prethodnu studiju.
Na ovaj način, tim je odredio transkriptomski potpis svakog tumora, otkrivajući koje su disregulacije jedinstvene za specifične tipove tumora, a koje su zajedničke svima. Analiza jedne ćelije sa prostornom rezolucijom im je dodatno pomogla da identifikuju kako svaki tip ćelije u tumoru doprinosi ukupnom transkriptomu.
Rezultat: FLC se pojavio kao poseban izuzetak. „Identifikovali smo 301 gen koji je bio izražen drugačije u FLC-u nego u drugim tumorima, što zaista naglašava koliko je jedinstven među rakovima jetre“, kaže Rekuena. „Štaviše, 35 od njih je bilo visoko izraženo samo u FLC. Ovi geni su mogli da se testiraju za dijagnostičke primene u klinici.“
Takođe su otkrili da svaka promena u DNK koja povećava količinu katalitičke podjedinice u odnosu na njenu regulatornu podjedinicu dovodi do istih promena u transkriptomu. Neki pacijenti su, na primer, imali fuziju sa PRKACA u duktalnim ćelijama jetre, proizvodeći holangiokarcinom, ili u duktalnim ćelijama pankreasa, proizvodeći intraduktalne onkolitičke neoplazme pankreasa (IOPN). Iako su to bile različite fuzije sa PRKACA-om i identifikovane u ćelijama koje nisu hepatociti, gde se nalazi FLC, one su proizvele iste promene u transkriptomu. Nekim pacijentima je nedostajala samo regulatorna podjedinica, ali su i dalje imali iste promene.
Nedavno je laboratorija Simon takođe pokazala da ove bolesti reaguju na terapiju na isti način kao i FLC.
„Dakle, predlažemo da bi rak možda trebalo da bude definisan ne njegovom promenom DNK, već promenom koju proizvodi u neto ravnoteži proteinske aktivnosti u ćeliji“, kaže Simon, profesor Ginter Blobel u Rokfeleru.
Takođe su uporedili transkriptome tumora sa uzorcima normalnog tkiva uzetih sa ivica tumora pronađenih kod pacijenata sa FLC. Iznenađujuće, jedan je imao FLC potpis. Nakon detaljnijeg ponovnog pregleda tkiva, uočili su fibrozne raspone tipične za bolest i ćelije koje su imale fuzioni transkript DNAJB1::PRKACA. Uklanjanje tumora nije zahvatilo sve ćelije FLC. Takve skrivene tempirane bombe mogu dovesti do novog rasta raka.
„Ovaj nalaz zaista pokazuje važnost kompletnog pregleda ivica tumora“, kaže Simon.
Sa ovim uvidima u ruke, istraživači su upravo započeli kliničko ispitivanje za testiranje uparivanja dva leka protiv raka, DT2216 i irinotekana, za koje je ranije istraživanje laboratorije, objavljeno 2022. godine, pokazalo da su efikasni protiv FLC-a kada se koriste u kombinaciji. Ovo je podržano od strane Dečje onkološke grupe i Mreže za klinička ispitivanja u ranoj fazi pedijatrije NIH-a.
Paralelno, Simon Lab takođe razvija alternativne terapije, napor podržan od strane Cancer Grand Challenge-a, veoma konkurentne inicijative istraživanja raka (UK) i Nacionalnog instituta za rak (SAD) koja nudi grantove od 25 miliona dolara tokom pet godina konzorcijumima istraživači koji rade na sličnim ciljevima. Simonova laboratorija je deo KOODAC tima, u kojem različite laboratorije pokušavaju da razgrađuju onkoprotein — u Simonovom slučaju, fuzije sa PRKACA — da bi sprečili ili ubili tumore. Sajmon namerava da predstavi svoje nalaze na godišnjem sastanku Američkog udruženja za istraživanje raka krajem aprila.
„Pre deset godina smo se nadali da bismo fokusiranjem na sveobuhvatnu karakterizaciju jedne, iako retke, bolesti mogli da postignemo brz napredak u razvoju i dijagnostike i terapije koji ne samo da bi unapredili lečenje FLC-a, već bi pružili mapu puta za druge bolesti“, on kaže. „Nedavni nalazi naše grupe potvrđuju tu nadu i obećavaju da se ovi uvidi mogu prevesti ne samo na druge vrste raka – kao što su Juingov sarkom, rabdomiosarkom i neuroblastom – već i na bolesti u kojima moramo eliminisati protein koji je ne funkcioniše kako treba“.
