Nature 子刊:浸潤性乳腺癌治療前景

2016年6月6日訊/生物谷BIOON/--在瑞士有超過5700名婦女被診斷為乳腺癌,每年幾乎有1400名患者死於該病。許多入侵形式的乳腺癌中的癌細胞表面有很多HER2受體，這將導致癌細胞不受控制的生長發展。有很多種抗體如曲妥珠單抗和帕妥珠單抗可以識別HER2受體,這在乳腺癌治療中已經使用許多年了。然而,這些抗體不能殺死癌細胞。相反,癌細胞可以使它們處於休眠狀態,這樣癌細胞在任何時間裡都可以自由生長複製。

為什麼抗體治療對乳腺癌細胞無作用呢

蘇黎世大學生物化學系主任Andreas Pluckthun和研究人員通過研究發現了為什麼這些抗體只是減緩腫瘤的生長,而不能殺死癌細胞。HER2受體同時使用數個信號通路傳遞給癌細胞進行生長和分裂。但到目前為止抗體只能阻止其中一個信號通路,而其它信號通路仍然可以繼續工作。最重要的開放通路會通過中央樞紐，稱為RAS。「這個蛋白質重新激活HER2受體發出的生長信號。隨後抗體就失去了效應，癌細胞繼續擴散。」這就是Andreas Pluckthun解釋的機制。

蘇黎世大學科學家已經發現了一種有效的解決方案可關掉癌症細胞HER2受體同一時間內釋放的所有信號。他們設計了一種蛋白質化合物,以特定的方式同時結合自身到兩個HER2受體中，並改變了它們的空間結構。這種「受體彎曲」阻止了任何傳輸到癌細胞內部的生長信號，最後導致癌細胞死亡。另一個優點是該蛋白選擇性作用於癌細胞,這可確保有效殺死癌細胞但健康的身體細胞完好無損。例如,新型蛋白化合物會遏制小鼠腫瘤細胞生長但對小鼠健康沒有危害。

非常有效的蛋白質化合物很快就對病人進行測試

該蛋白質化合物活性成分由幾個重複蛋白組成。這個新型的蛋白質化合物易於生產，在Pluckthun的生物化學實驗室中正在發明和創造一種非常相似的新藥物，根據病人的機制儘快的通過臨床試驗測試這種新藥功能。Andreas Pluckthun很樂觀:「既然我們已經確定了HER2受體相關癌細胞的致命點,那麼未來治療侵襲性腫瘤類型的乳腺癌會更有希望。」（生物谷Bioon.com）

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 doi:10.1038/ncomms11672
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Intermolecular biparatopic trapping of ErbB2 prevents compensatory activation of PI3K/AKT via RAS–p110 crosstalk

Rastislav Tamaskovic, Martin Schwill, Gabriela Nagy-Davidescu, Christian Jost, Dagmar C. Schaefer, Wouter P. R. Verdurmen, Jonas V. Schaefer, Annemarie Honegger & Andreas Plückthun

Compensatory mechanisms, such as relief of AKT-ErbB3-negative feedback, are known to desensitize ErbB2-dependent tumours to targeted therapy. Here we describe an adaptation mechanism leading to reactivation of the PI3K/AKT pathway during trastuzumab treatment, which occurs independently of ErbB3 re-phosphorylation. This signalling bypass of phospho-ErbB3 operates in ErbB2-overexpressing cells via RAS-PI3K crosstalk and is attributable to active ErbB2 homodimers. As demonstrated by dual blockade of ErbB2/RAS and ErbB3 by means of pharmacological inhibition, RNA interference or by specific protein binders obstructing the RAS–p110α interaction, both routes must be blocked to prevent reactivation of the PI3K/AKT pathway. Applying these general principles, we developed biparatopic designed ankyrin repeat proteins (DARPins) trapping ErbB2 in a dimerization-incompetent state, which entail pan-ErbB inhibition and a permanent OFF state in the oncogenic signalling, thereby triggering extensive apoptosis in ErbB2-addicted tumours. Thus, these novel insights into mechanisms underlying network robustness provide a guide for overcoming adaptation response to ErbB2/ErbB3-targeted therapy.