Роль ARID1A при злокачественных новообразованиях женской репродуктивной системы: современный взгляд на возможности диагностики и терапии

Введение / Introduction

Ген, кодирующий ремоделирующий хроматин белок-супрессор опухолей ARID1A (AT-rich interaction domain 1A), расположен на хромосоме 1p36.11. Он кодирует субъединицу BAF250A комплекса SWI/SNF (англ. SWItch/Sucrose Non-Fermentable) [1], является одним из наиболее часто мутируемых генов онкологических заболеваний человека. ARID1A функционирует как ген-супрессор опухолей и играет важную роль в модулировании ядерной активности, такой как восстановление поврежденной ДНК, репликация ДНК и транскрипция [2]. Мутации ARID1A при онкологических заболеваниях являются преимущественно точечными, приводящими к снижению экспрессии и инактивации белка, и высокая частота этих мутаций обнаруживается как при гинекологических, так и при негинекологических видах рака [3–5]. Высокая частота мутаций гена ARID1A обнаружена при светлоклеточной карциноме яичников (СККЯ), эндометриоидной карциноме яичников и раке тела матки (РТМ) [6][7], а также при негинекологических видах рака, включая колоректальную карциному, карциному желудка, холангиокарциному, детскую лимфому Беркитта и рак поджелудочной железы [8][9]. Инактивирующие мутации в гене ARID1A способствуют не только возникновению и прогрессированию опухоли, но и снижению ответа на проводимую терапию. В доклинических исследованиях ARID1A-мутантные опухолевые клетки проявляли повышенную клеточную пролиферацию, инвазию и миграцию, а также сниженную чувствительность к химиотерапевтическим препаратам [10]. В клинических исследованиях пациенты с наличием мутации в гене ARID1A имели худший прогноз течения онкологического заболевания, более низкую выживаемость без прогрессирования и худшие общие исходы, чем пациенты с ARID1A дикого типа [11][12]. Таким образом, необходимо дальнейшее изучение данной проблемы с целью разработки более совершенного метода ведения таких пациентов.

Цель: проанализировать литературные данные, посвященные оценке влияния мутаций гена ARID1A на возникновение и прогрессирование онкогинекологических заболеваний, а также описать возможные терапевтические стратегии в отношении гинекологических видов рака, ассоциированных с мутацией ARID1A.

Роль ARID1A в регуляции транскрипции и опухолевой супрессии / ARID1A role in transcriptional regulation and tumor suppression

ARID1A был впервые идентифицирован как белковая субъединица комплекса SWI/SNF, который регулирует транскрипцию посредством ремоделирования хроматина [13]. Хроматиновый комплекс SWI/SNF требует, чтобы функциональный ARID1A должным образом связывался с целевой ДНК посредством взаимодействия с ARID (англ. AT-rich interactive domain-containing; белок, содержащий АТ-богатый интерактивный домен) [3]. ARID1A является самой крупной по размеру субъединицей комплекса BAF (англ. BRG1/BRM-associated factor) в составе комплекса SWI/SNF человека. Активность скольжения нуклеосом комплекса SWI/SNF зависит от присутствия ARID1A. Отсутствие функции ARID1A дестабилизирует сворачивание комплекса BAF и снижает активность скольжения нуклеосом [14]. Таким образом, ARID1A является важнейшим регулятором транскрипции, модулирующим доступ к промоторным и энхансерным участкам генома. По оценкам, примерно 20 % злокачественных новообразований содержат мутации в комплексе SWI/SNF. ARID1A является наиболее часто мутирующей субъединицей, тем не менее имеются данные о других компонентах комплекса SWI/SNF, влияющих на возникновение и прогрессирование рака. Было обнаружено, что инактивирующие мутации в SMARCA4 (англ. SWI/SNF-related, matrix-associated, actin-dependent regulator of chromatin, subfamily A, member 4; связанный с SWI/SNF матрично-ассоциированный, актинозависимый регулятор хроматина, подсемейство A, член 4) гене SWI/SNF-АТФазы способствуют онкогенезу мелкоклеточной карциномы яичника гиперкальциемического типа, а также диффузной B-крупноклеточной лимфомы [15][16].

ARID1A, как регулятор транскрипции, может участвовать в прогрессировании рака. Недавнее исследование показало, что функциональный ARID1A подавляет транскрипцию эндогенного ретровируса человека (англ. Human Endogenous Retrovirus H, HERV-H), который представляет собой ретротранспозон, активируемый при многих видах рака у человека. Было обнаружено, что утрата функции ARID1A в результате нокдауна, опосредованного малыми интерферирующими РНК (миРНК), активирует HERV-H, способствуя развитию рака [17]. Также было обнаружено, что ARID1A подавляет коактиваторы проонкогенной транскрипции, такие как Yes-ассоциированный белок (англ. Yes-associated protein, YAP) и транскрипционный коактиватор с PDZ-связывающим мотивом (англ. transcriptional coactivator with the PDZ-binding motif, TAZ). Эти активаторы онкогенной транскрипции взаимодействуют с ARID1A дикого типа через WW-домен YAP, который ингибирует активацию YAP/TAZ. Экспериментальные исследования продемонстрировали, что активность YAP/TAZ повышалась при потере функции ARID1A, демонстрируя регуляторную роль ARID1A в транскрипции онкогенов [18][19].

ARID1A играет важную роль в репликации ДНК, привлекая к хроматину белок MSH2 (англ. MutS homolog 2; гомолог MutS2), который является белком репарации несоответствий (англ. mismatch repair, MMR). Этот процесс регулирует и усиливает восстановление несоответствий во время репликации, снижая вероятность возникновения опухолевых мутаций. С-конец белка ARID1A необходим для функционального взаимодействия между ARID1A и MSH2. Таким образом, рекрутирование MSH2 затруднено, когда мутации индуцируются в С-конце белка ARID1A. Эксперименты с использованием репортерных анализов MMR показали, что истощение ARID1A увеличивает количество мутаций цитозин-тиминового ряда [20]. Дефицит ARID1A, подтвержденный иммуногистохимическим исследованием, ассоциирован с повышенной вероятностью потери MLH1 (англ. mutL homolog 1; гомолог mutL 1) и PMS2 (англ. postmeiotic segregation increased 2; увеличение постмейотического расхождения 2). MLH1 и PMS2 образуют комплекс MutL, который является нижестоящим компонентом MMR, обладающим эндо- и экзонуклеазной активностью [21].

Экспериментальные исследования, в которых проводился нокдаун ARID1A в тканях женской репродуктивной системы, продемонстрировали усиленную клеточную пролиферацию [22], что позволяет предположить механизм возникновения рака при дефиците ARID1A. Кроме того, ARID1A может способствовать возникновению опухоли при некоторых других видах рака. В одном исследовании специфичная для печени делеция ARID1A у мышей вызывала протективный эффект в отношении развития гепатоцеллюлярной карциномы [23]. Хотя роль ARID1A в развитии рака печени остается неясной, эти данные свидетельствуют о том, что потеря функции ARID1A может способствовать онкогенной трансформации при некоторых видах рака, не связанных с женской репродуктивной системой. Однако при онкологических заболеваниях ARID1A часто характеризуется инактивирующими мутациями, которые ускоряют прогрессирование опухоли и снижают общую выживаемость [24]. При нормальном функционировании ARID1A необходим для остановки клеточного цикла в контрольной точке G1, что способствует его роли в качестве опухолевого супрессора [1][2]. Большинство мутаций ARID1A характеризуются как нонсенс-мутации или мутации сдвига рамки считывания [4], приводящие к утрате функции. Мутации в гене ARID1A чаще встречаются при гинекологических опухолях, чем при любом другом типе опухолей человека, особенно при таких видах, как светлоклеточный рак яичников и эндометриоидные карциномы матки. На моделях трансгенных мышей было показано, что мутации, приводящие к потере функции ARID1A, способствуют пролиферации клеток и опухолеобразованию вместе с активацией сигналов пути PI3K/AKT (англ. phosphoinositide 3-kinase/protein kinase B; фосфоинозитид-3-киназа/протеинкиназа B). Повторная экспрессия ARID1A в этих клетках снижала скорость клеточной пролиферации [25], что еще больше подтверждает роль ARID1A дикого типа в качестве опухолевого супрессора.

Роль мутаций, приводящих к потере функции ARID1A, также может заключаться в метастазировании различных видов рака, однако прометастатическая роль ARID1A все еще изучается. Исследование пациентов с тройным негативным раком молочной железы (ТНРМЖ) показало, что дефицит ARID1A был связан с метастазированием ТНРМЖ в кости. Исследовательская группа использовала анализы трансфекции и трансвелл-миграции, чтобы выяснить, как дефицит ARID1A провоцирует метастазирование, и предположила, что сигнальные пути YAP и Hippo могут играть решающую роль в этом процессе. В клетках ТНРМЖ с дефицитом ARID1A были снижены уровни ядерного YAP, что позволяет предположить, что ARID1A дикого типа может способствовать транслокации YAP в ядро. YAP – это белок, который может связываться с белками TEAD (англ. TEA domain transcription factors; транскрипционные факторы домена TEA), образуя комплекс, способствующий прогрессированию опухоли. Эксперименты in vitro и in vivo подтвердили, что взаимодействие между ARID1A дикого типа и YAP предотвращает образование комплекса YAP/TEAD, тем самым останавливая прогрессирование опухолевого роста [26]. Недавние исследования показывают, что фенотипы, наблюдаемые при онкогенезе, могут зависеть от статуса ARID1A в комплексе SWI/SNF. В моделях рака эндометрия опухоли с дефицитом ARID1A были больше по размеру по сравнению с моделями, где функция ARID1A была нормальной. Также было показано, что карциномы эндометрия с дефицитом ARID1A морфологически отличаются от опухолей дикого типа ARID1A и обладают большей способностью к миграции и инвазии [27].

Роль ARID1A в опухолях женской репродуктивной системы / ARID1A role in female reproductive system tumors

Рак яичников / Ovarian cancer

Рак яичников (РЯ) является основной причиной смерти среди онкогинекологических заболеваний в развитых странах. Более чем у двух третей пациенток он диагностируется на поздних стадиях, когда опухоль уже распространилась за пределы таза – стадии III и IV по классификации Международной федерации акушерства и гинекологии (International Federation of Gynecology and Obstetrics, FIGО) [28]. В 2018 г. в России заболеваемость РЯ составила 18,19 случая на 100 тыс. женщин, что соответствует 14 318 новым случаям заболевания [29].

Мутации, приводящие к потере функции ARID1A, широко распространены при РЯ, особенно при СККЯ. Более половины зарегистрированных клинических случаев СККЯ характеризуются мутациями ARID1A [30]. Примерно 25–30 % эндометриоидных карцином яичников другого подтипа содержат мутации, приводящие к потере функции ARID1A [4]. СККЯ плохо поддается современным методам химиотерапии препаратами платины. Таким образом, предыдущие исследования показали, что пациенты с СККЯ, характеризующейся потерей функции ARID1A, имеют худший прогноз [31]. Предполагаемый механизм химиорезистентности СККЯ с дефицитом ARID1A заключается в том, что потеря функции ARID1A индуцирует транскрипцию и экспрессию белка 2, ассоциированного с множественной лекарственной устойчивостью (англ. multidrug resistance-associated protein 2, MRP2) [32]. В то время как стандартная химиотерапия неэффективна для лечения СККЯ, потеря функции ARID1A и последующая инактивация комплекса SWI/SNF, по-видимому, усиливают ответ на блокаторы иммунных контрольных точек [33].

Эндометриоз является фактором риска развития СККЯ, примерно в 0,5–1,0 % случаев эндометриоза наблюдается его злокачественная трансформация [34]. До 50 % пациенток с СККЯ страдают от эндометриоза [35]. Существует 3 основные категории эндометриоза: овариальный, поверхностный перитонеальный и глубокий инфильтрирующий эндометриоз [36]. Недавнее исследование показало, что многие образцы с овариальным и поверхностным перитонеальным эндометриозом были гетерозиготными по мутациям, приводящим к потере функции ARID1A. Эти образцы также демонстрировали повышенную экспрессию SOX17 (англ. SRY-related HMG-box 17), которая, как известно, способствует ангиогенезу при опухолях яичников высокой степени злокачественности. В образцах эндометриоза с дефицитом ARID1A повышена экспрессия VEGF-C (англ. vascular endothelial growth factor C; фактор роста эндотелия сосудов C), CCBE1 (англ. collagen and calcium-binding EGF domain-containing protein 1; белок 1, содержащий домен EGF, связывающий коллаген и кальций) и FGF (англ. fibroblast growth factor; фактор роста фибробластов) [37]; следовательно, понимание механизма, связывающего потерю функции ARID1A и проангиогенные факторы, может помочь понять, каким образом эндометриоз является фактором риска развития злокачественных новообразований женской репродуктивной системы. Клиническое исследование 24 образцов с глубоким инфильтрирующим эндометриозом показало, что в 5 образцах были обнаружены мутации, вызывающие рак, включая ARID1A. В двух из 5 образцов были обнаружены мутации, приводящие к потере функции ARID1A, в то время как для остальных трех образцов были характерны мутации PIK3CA (англ. phosphatidylinositol 3-kinase; фосфатидилинозитолкиназа 3), KRAS (англ. Kirsten rat sarcoma viral oncogene homolog; гомолог вирусного онкогена саркомы крысы Кирстена) и PPP2R1A (англ. рrotein рhosphatase 2 regulatory subunit A alpha; регуляторная субъединица А альфа протеинфосфатазы 2). Дополнительные исследования показали, что эндометриоз может противодействовать механизмам апоптоза, способствуя более глубокой инвазии в ткани [38].

Рак тела матки / Uterus cancer

Рак тела матки остается наиболее распространенным онкогинекологическим заболеванием в России. В 2019 г. было зарегистрировано 26 440 новых случаев заболевания. При этом у 84 % пациенток РТМ диагностируется на I–II стадиях, что обеспечивает высокую 5-летнюю выживаемость – до 92 % [39][40]. Гиперплазия эндометрия была идентифицирована как основной фактор риска и предвестник развития РТМ эндометриоидного типа. Гиперплазия может быть классифицирована как атипичная или гиперплазия без атипии. Риск прогрессирования гиперплазии эндометрия без атипии в РТМ в течение 20 лет достигает 5 %, при атипической гиперплазии эндометрия (АГЭ) риск возрастает до 27,5 % [41]. Потеря функции ARID1A приводит к переходу от АГЭ к эндометриоидным карциномам. Пациентки с АГЭ имеют больший риск развития эндометриоидной карциномы, когда экспрессия ARID1A отсутствует [42]. Мутации, приводящие к потере функции ARID1A, снижают экспрессию рецепторов прогестерона (англ. progesterone receptor, PGR) в эндометрии, что было подтверждено снижением сигналов ChIP-seq (англ. chromatin immunoprecipitation sequencing; хроматин-иммунопреципитация с последующим секвенированием) в эпителиальных клетках эндометрия с дефицитом ARID1A при тестировании области-усилителя PGR. Прогестерон противодействует пролиферации эндометрия, вызванной эстрогенами, и прогестины используются в качестве альтернативы гистерэктомии у пациенток с АГЭ и эндометриоидной карциномой. Из-за подавления транскрипции PGR при мутациях, приводящих к потере функции ARID1A, мышиные модели РТМ с дефицитом ARID1A проявляют резистентность к прогестеронотерапии [43]. Карциносаркома матки (КСМ) является агрессивным и редким видом РТМ, который имеет как эпителиальные, так и мезенхимальные характеристики [44] и часто диагностируется на более поздних стадиях [45]. Исследования показали, что тамоксифен [45] и облучение органов малого таза [46] являются факторами риска развития КСМ. Клинические данные показывают, что 10–25 % КСМ характеризуются мутациями ARID1A [44], что позволяет предположить, что потеря функции ARID1A может способствовать более инвазивной природе этих опухолей.

Рак шейки матки / Cervical cancer

Рак шейки матки (РШМ) в общей структуре онкологической заболеваемости занимает 4-е ранговое место, а среди органов репродуктивной системы – 2-е место (13,3 %) [47]. Повышение доступности вакцинации против вируса папилломы человека (ВПЧ) и скрининга РШМ потенциально может привести к сокращению смертности. Наиболее распространенными подтипами РШМ являются плоскоклеточный рак и аденокарцинома [48]. Примерно 80–85 % всех зарегистрированных случаев РШМ характеризуются как плоскоклеточный рак, который более чувствителен к стандартному химиотерапевтическому лечению, чем аденокарцинома. Недавнее исследование показало, что примерно 17 % случаев аденокарциномы шейки матки характеризуются мутациями ARID1A, и было установлено, что потеря функции ARID1A коррелирует со снижением иммунной фильтрации опухоли, что приводит к ухудшению иммунотерапевтических реакций [49].

Механизм нарушений репарации повреждений ДНК (англ. DNA damage repair, DDR) при РШМ изучен не так хорошо, как при РЯ и РТМ, но предполагается, что ВПЧ модулирует DDR при РШМ [50]. Недавнее исследование, в ходе которого оценивались ВПЧ-положительные и ВПЧ-отрицательные поражения шейки матки, выявило повышенную экспрессию маркеров DDRATM (англ. discoidin domain receptor tyrosine kinase; тирозинкиназа рецептора дискоидинового домена), yH2AX, Chk2 (англ. checkpoint kinase 2; киназа контрольной точки 2) и P53 при ВПЧ-положительных поражениях шейки матки по сравнению с ВПЧ-отрицательными поражениями [51]. Хорошо известно, что ВПЧ-инфекция лежит в основе большинства видов РШМ, однако не при всех видах обнаруживается ВПЧ. Анализы показали, что ВПЧ-негативные формы РШМ имеют худшую выживаемость без прогрессирования и в целом, чем ВПЧ-позитивные РШМ, а ARID1A является одним из наиболее часто мутирующих генов при ВПЧ-негативных РШМ [52]. H. Wen с соавт. проанализировали 129 случаев РШМ у группы китайских женщин и обнаружили, что мутации гена ARID1A присутствовали у 11 % пациенток [50]. Крайне важно, чтобы потеря функции ARID1A лучше учитывалась при РШМ, поскольку примерно 67 % пациенток с ВПЧ-негативным РШМ не реагируют на химио- или лучевую терапию [52]. Механизмы, с помощью которых клетки светлоклеточной карциномы (СКК) развивают устойчивость к стандартной химиотерапии, остаются неясными. Было высказано предположение, что потеря функции ARID1A может способствовать развитию лекарственной устойчивости при СКК. При исследовании СКК языка и пищевода было установлено, что мутации в гене ARID1A связаны с устойчивостью к химиотерапии. Удаление ARID1A на моделях мышей с условным нокаутом показало, что истощение ARID1A способствует эпителиально-мезенхимальному переходу, что приводит к формированию химиорезистентности [53]. В будущем будет важно выяснить последующие эффекты инактивирующих мутаций ARID1A при СКК шейки матки.

Рак вульвы / Vulvar cancer

На сегодняшний день исследования, посвященные мутациям в гене ARID1A при раке вульвы, остаются ограниченными. Однако уже имеется как минимум 2 описания клинических случаев, которые иллюстрируют связь между мутациями в этом гене и специфическими подтипами рака вульвы, такими как аденокарцинома [54] и пиломатрикарцинома [55]. Эти случаи подчеркивают важность дальнейших исследований, направленных на более глубокое понимание роли ARID1A в патогенезе рака вульвы.

ARID1A как прогностический биомаркер / ARID1A as a prognostic biomarker

В недавних исследованиях оценивался статус ARID1A как потенциального прогностического биомаркера развития рака и реакции на терапию. A. Raffone с соавт. оценивали ARID1A как маркер для дифференциации между доброкачественной гиперплазией эндометрия и АГЭ, которая может трансформироваться в карциному. Оценка иммуногистохимической экспрессии ARID1A показала, что что его дефицит обладает высокой специфичностью и чувствительностью для выявления АГЭ эндометрия [56]. Таким образом, дальнейшие исследования ARID1A могут прояснить его роль в качестве потенциального биомаркера для скрининга РТМ и профилактических вмешательств.

Утрата функции ARID1A может влиять на устойчивость к противоопухолевым препаратам. Для изучения прогностической ценности мутационного статуса ARID1A в одном исследовании изучалась экспрессия ARID1A в эпителиальных карциномах яичников. Гистологическое исследование было проведено на зафиксированных в формалине и залитых парафином препаратах. Пациентки проходили терапию паклитакселом и карбоплатином. Иммуногистохимический анализ показал, что дефицит ARID1A коррелирует с повышенной резистентностью к химиотерапии, что приводит к неблагоприятным исходам [57].

Авторы предположили, что утрата функции и снижение экспрессии ARID1A может снизить эффективность терапии паклитакселом. В основе лечения паклитакселом лежит воздействие на микротрубочки во время клеточного деления, что приводит к гибели клеток. Было отмечено, что утрата функции ARID1A может подавлять экспрессию микротрубочек, тем самым снижая эффективность паклитаксела [57]. Аналогичные исследования описывали утрату функции ARID1A как генетического фактора химиорезистентности. A. Katagiri с соавт. сравнили экспрессию ARID1A при СККЯ и серозной аденокарциноме высокой степени злокачественности. Приблизительно 15 % СККЯ были отрицательными по ARID1A, в то время как при серозных аденокарциномах с высокой степенью злокачественности не было обнаружено утраты функции ARID1A. Более того, было обнаружено, что СККЯ с дефицитом ARID1A в высокой степени коррелируют с более поздней стадией заболевания и проявляют большую устойчивость к терапии препаратами платины [31]. Важно отметить, что ARID1A может служить потенциальным биомаркером чувствительности к ATRi. Утрата функции ARID1A является синтетическим летальным фактором ингибирования ATR, что делает клетки с дефицитом ARID1A более чувствительными к ATRi [58].

Хотя эти данные свидетельствуют о том, что мутационный статус ARID1A может влиять на лекарственную устойчивость, необходимы дополнительные исследования в этой области.

Роль ARID1A в чувствительности к лучевой терапии / ARID1A role in sensitivity to radiation therapy

Являясь важным геном ремоделирования хроматина, ARID1A участвует в установлении открытого состояния хроматина для репарации повреждений ДНК, связанных с негомологичным соединением концов (англ. non-homologous end joining, NHEJ), способствуя накоплению белков 53BP1, RIF1 и Ku70/Ku80 при двухцепочечных разрывах ДНК (англ. double-stranded DNA breaks, DSB). Ионизирующее излучение непосредственно влияет на структуру ДНК, инициируя DSB. Следовательно, утрата функции ARID1A усиливает цитотоксический ответ на облучение и повышает чувствительность пациентов к химическим агентам, включая ингибиторы PARP (англ. poly(ADP-ribose)polymeras; поли(АДФ-рибоза)-полимераза) при РТМ [59] и ингибиторы ATR (англ. ataxia telangiectasia and Rad3-related protein; атаксия-телеангиэктазия и Rad3-родственный белок) при колоректальном раке [60]. D. Andrade с соавт. продемонстрировали, что принудительная экспрессия ARID1A восстанавливает устойчивость к радиации при ТНРМЖ [61]. Было также показано, что дефицит ARID1A коррелирует с дефицитом MMR при РТМ [62] и нарушением активации контрольных точек клеточного цикла G2/M (англ. haploid phase 2/mitosis; гаплоидная 2 фаза/митоз) и поддержания их после лучевой терапии в клетках РЯ [63]. Комбинированное лечение, включающее облучение в низких дозах и ингибитор PARP олапариб, значительно улучшило противоопухолевую эффективность и привело к длительной ремиссии при опухолях эндометрия с дефицитом ARID1A [59]. В целом, эти результаты свидетельствуют о том, что мутационный статус ARID1A может быть полезным биомаркером для выбора лечения и прогнозирования ответа на лучевую терапию, тем не менее рекомендуется проведение дальнейших проспективных исследований.

Нисходящие сигнальные пути, ассоциированные с мутацией ARID1A / ARID1A mutation and downstream signaling pathways

Путь CDK4/6 // CDK4/6 pathway

Путь CDK4/6 играет важную роль в обеспечении перехода клеточного цикла из фазы G1 в фазу S, тем самым сигнализируя о делении клеток. Переход из фазы G1 эффективно активирует нисходящие пути, способствующие росту клеток. Чтобы перейти к фазе S, митогенные сигналы достигают порогового значения, запускающего увеличение экспрессии белка циклина D1 и последующую активацию циклинзависимых киназ (англ. сyclin-dependent kinases, CDKs) [64]. Ингибиторы CDK4/6 действуют путем конкурентного связывания с АТФ-связывающим участком комплекса CDK4/6 [65]. Однако эффективность таких препаратов ограничена появлением лекарственной устойчивости. Недавние исследования показывают, что утрата функции ARID1A может играть критическую роль в формировании резистентности к ингибиторам CDK4/6 (CDK4/6i). В одном исследовании были проанализированы мутационные профили рецепторов эстрогена ER+ (англ. estrogen receptors) РМЖ, чтобы выяснить механизмы резистентности к CDK4/6i. Дефицит ARID1A коррелировал с повышением активности белков CDK6 и INK4 (ингибиторы CDK4; англ. inhibitors of CDK4), которые участвуют в резистентности к CDK4/6i [65].

Путь PI3K/AKT/mTOR // PI3K/AKT/mTOR-axis

Путь PI3K/AKT/mTOR играет важную роль в выживании и пролиферации клеток. Этот внутриклеточный сигнальный путь инициируется факторами роста, которые связываются с тирозинкиназами рецепторов факторов роста и запускают их димеризацию. Фосфорилирование этих киназ способствует последующей активации фосфатидилинозитол-3-киназы (англ. рhosphatidylinositol 3-kinase, PI3K), которая продуцирует фосфатидилинозитол-3,4,5-трифосфат (англ. phosphatidylinositol-3,4,5-triphosphate, PIP3) из фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфата (англ. phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate, PIP2) [66]. Этот нисходящий сигнальный путь запускает повышение уровня вторичных и третичных сигнальных молекул, таких как AКТ/PKB, которые способствуют синтезу белков и липидов. Материнская мишень сигнального пути рапамицина (англ. mammalian target of rapamycin, mTOR) является нисходящей мишенью AКТ, которая, как известно, играет решающую роль в ингибировании апоптоза и содействии прогрессированию клеточного цикла [66]. Изменения в пути PI3K/AKT обычно связаны с гинекологическими онкологическими заболеваниями.

Утрата функции ARID1A может способствовать нарушению регуляции сигнального каскада PI3K/AКТ/mTOR, что приводит к химиорезистентности. В исследовании, проведенном K. Berns с соавт., ARID1A был идентифицирован как потенциальный ген, участвующий в обеспечении устойчивости к химиотерапии по пути PI3K/AКТ/mTOR [67]. Различные исследования показали, что аннексин A1 (англ. annexin A1, ANXA1) играет разнообразную роль в передаче сигнала и пролиферации клеток и потенциально может вызывать резистентность к терапии [68]. Гиперактивация сигнального пути pAКТ способствует эффективному устранению проапоптотических путей и способствует беспрепятственной пролиферации клеток [68].

Путь IRE1α/XBP1 // IRE1α/XBP1 pathway

ARID1A участвует в регуляции транскрипции пути ответа на стресс эндоплазматического ретикулума IRE1α/XBP1 (англ. inositol-requiring enzyme 1 alpha/X-box binding protein-1; инозитол-требующий фермент 1 альфа/X-бокс-связывающий белок-1). Стресс эндоплазматического ретикулума представляет собой накопление развернутых белков в эндоплазматическом ретикулуме (ЭР). Потенциальные причины стресса включают вирусную инфекцию, гипоксию и активные формы кислорода (АФК) [69]. Стресс ЭР запускает развернутый белковый ответ (англ. unfolded protein response, UPR), который определяет, выживет ли клетка или подвергнется апоптозу, и которая способствует выживанию раковых клеток. IRE1α является мембраносвязанным сенсором в ЭР, который действует как преобразователь в UPR [70]. Чтобы снизить стресс, IRE1α сплайсирует матричную РНК (мРНК) XBP1 для трансляции фактора транскрипции XBP1. Было обнаружено, что в опухолях с дефицитом ARID1A повышен уровень мРНК XBP1. Это открытие позволило предположить, что ARID1A дикого типа может действовать как транскрипционный репрессор фактора транскрипции XBP1. В исследовании J.A. Zundell с соавт. ингибирование сигнального пути IRE1α/XBP1 подавляло рост клеток СКЯ [71].

В настоящее время изучается роль других компонентов стресса ЭР в исходах РЯ. Митохондриальная протеаза OMA1 (англ. optic atrophy 1; оптическая атрофия 1) взаимодействует с ЭР-сенсором стресса EIF2AK (англ. еukaryotic translation initiation factor 2-alpha kinase 3; киназа 3 фактора инициации трансляции 2-альфа у эукариот), повышая чувствительность опухолей яичников к химиотерапии цисплатином [72]. В литературе указывается, что иммунотерапия является многообещающим методом лечения опухолей, в которых задействован путь IRE1α/XBP1. Исследования показали, что уровни белка аргининметилтрансферазы CARM1 (англ. coactivator-associated arginine methyltransferase 1; ассоциированная с коактиватором аргининметилтрансфераза 1) повышены в 20 % случаев серозных РЯ высокой степени злокачественности. CARM1 является потенциальным онкогеном и, как предполагается, является положительным регулятором пути IRE1α/XBP1. Поскольку было обнаружено, что активация пути IRE1α/XBP1 ослабляет иммунные клетки, терапевтическое ингибирование активности CARM1 может повысить противоопухолевый иммунитет. J. Lin с соавт. провели экспериментальный анализ, который показал, что CARM1 модулирует взаимодействие между XBP1s и его целевыми белками в условиях ЭР-стресса. Авторы ингибировали путь IRE1α/XBP1 у мышей с опухолями яичников, экспрессирующими CARM1, и обнаружили, что ингибирование этого пути усиливает реакцию опухоли на терапию блокаторами иммунных контрольных точек [73]. Таким образом, понимание взаимосвязи полученных результатов с использованием ARID1A в качестве репрессора транскрипции XBP1 может улучшить цели иммунотерапии при онкогинекологических заболеваниях.

Путь HSF-1 / HSF-1 pathway

Фактор теплового шока 1 (англ. heat shock factor 1, HSF-1) – это транскрипционный фактор, который в основном функционирует путем передачи белков теплового шока в клетках, подвергшихся цитотоксическому или тепловому стрессу. HSF-1 обычно локализуется в цитоплазме [74], но при активации локализуется в ядре [72]. HSF-1 активируется посредством фосфорилирования. Митоген-активируемые протеинкиназы (англ. mitogen-activated protein kinase, MAPK) фосфорилируют HSF-1, а химиотерапевтические средства и лучевая терапия являются активаторами MAPK. Таким образом, HSF-1 служит защитным фактором от повреждения ДНК, вызванного этими методами лечения рака [74].

Предыдущие исследования показали повышенную экспрессию HSF-1 при различных видах рака у человека. Исследование с использованием образцов, собранных в рамках исследования здоровья медсестер (англ. Nurses Health Study, NHS), показало, что HSF-1 был повышен в 80 % случаев РМЖ. Иммуногистохимическое исследование показало, что ядерный HSF-1 присутствует только в карциномах молочной железы, что позволяет предположить, что активация HSF-1 является характерной ее чертой. Исследование NHS также показало, что повышенный уровень HSF-1 ассоциирован с худшими показателями выживаемости при РМЖ [75]. A.E. Pasqua с соавт. оценивали роль ингибирования HSF-1 при рефрактерном РЯ. Препарат NXP800, ингибитор пути HSF-1, провоцировал опухолевую регрессию в ксенотрансплантатах аденокарциномы яичников человека и вызывал более эффективное ингибирование пролиферации рака яичников, чем карбоплатин [76].

Согласно доклиническим данным, утрата функции ARID1A увеличивает ответ на терапию NXP800 (англ. nuclear еxport рrotein 800; ядерный экспортный белок 800) при РТМ и СКЯ у мышей. В исследовании J.R. Stewart с соавт. NXP800 уменьшал объем опухоли у мышей с СКЯ и РТМ и наличием мутации ARID1A, в то время как стандартный химиотерапевтический препарат цисплатин не давал эффекта [77].

Возможность использования ARID1A в качестве перспективной терапевтической мишени / Potential use of ARID1A as a promising therapeutic target

Использование ингибиторов ATR при раке яичников и тела матки / ATR inhibitors use in ovarian and endometrial cancer

В настоящее время проводится исследование многих таргетных методов лечения СККЯ с дефицитом ARID1A из-за низкой эффективности стандартной цитотоксической химиотерапии. Одним из многообещающих подходов является применение ингибиторов ATR (ATRi). ATR – это серин/треониновая протеинкиназа, которая взаимодействует с ARID1A, чтобы облегчить его связывание с DSB. В текущем клиническом исследовании изучается комбинированная терапия, включающая ингибитор ATR и олапариб, у пациентов со СККЯ и прозрачно-клеточным раком эндометрия [58].

Применение ингибиторов BET у пациенток с раком яичников / BET inhibitors use in patients with ovarian cancer

ARID1A является перспективной терапевтической мишенью для лечения широкого спектра злокачественных новообразований женской репродуктивной системы, в частности РЯ. K. Berns с соавт. оценивали применение ингибиторов BET (англ.bromodomain and extra-terminal domein; белок, относящийся к семейству бромодоменов и экстра-концевых доменов) при лечении СККЯ с мутацией ARID1A. В этом исследовании был проведен генетический скрининг на потерю функции для выявления киназ, характеризующихся как «летальные поражения», в клеточных линиях СККЯ с мутацией ARID1A. BRD2, белок, относящийся к семейству BET, был впоследствии идентифицирован как киназа, активность которой наиболее чувствительна к остановке клеточного цикла. Это было подтверждено путем нокдауна BRD2 с использованием коротких шпильковых РНК (англ. small hairpin RNA, shRNA), что привело к увеличению гибели клеток на 70 % в клеточных линиях с наличием мутации ARID1A. Следовательно, было выдвинуто предположение, что ингибирование BET в конечном итоге повышает чувствительность клеточных линий СККЯ с мутацией ARID1A к апоптозу. Ингибиторы BETJQ1 (англ. bromodomain and extra-terminal protein, junctional queuosine-1; бромодомен и экстра-концевой белок, соединяющий квеозин-1) и I-BET (англ. inhibitor bromodomain and extra-terminal protein; ингибитор бромодомена и экстра-концевого белка) были использованы для изучения механизма повышенной чувствительности. Нокауты ARID1A, генерируемые в клеточных линиях СККЯ, в конечном итоге заметно повышают летальность за счет подавления других компонентов комплекса SWI/SNF, включая ARID1B [78]. Эти результаты в конечном счете свидетельствуют о том, что опухоли с дефицитом ARID1A более уязвимы к ингибиторам BET. Недавно было проведено исследование IIA фазы, в котором оценивался пероральный низкомолекулярный ингибитор BET, PLX2853, который действует против вышеупомянутого белка BRD2. Участниками исследования были женщины с гинекологическими злокачественными новообразованиями с дефицитом ARID1A, и монотерапия PLX2853 (англ. Plexxikon 2853) привела к стабилизации состояния у некоторых пациенток [79]. Хотя результаты этого клинического исследования не достигли ожидаемых критериев ответа, они предполагают использование ингибиторов BET в качестве потенциальных средств лечения онкогинекологических заболеваний с мутацией ARID1A, однако дальнейшее изучение ингибиторов BET должно проводиться в сочетании с другими агентами.

Применение ингибиторов глутатиона при раке яичников с дефицитом ARID1A / Glutathione inhibitors use in ARID1A-deficient ovarian cancer

Примечательно, что опухолевые клетки с дефицитом ARID1A более чувствительны к ингибированию глутатиона (англ. glutathione, GSH) из-за нарушения гомеостаза клеток в ответ на окислительный стресс. GSH – антиоксидант, известный своей способностью поддерживать клеточный гомеостаз, частично за счет удаления АФК. В своем исследовании Н. Ogiwara с соавт. вводили ингибитор APR-246, который избирательно повышал АФК и апоптоз за счет снижения уровня GSH в линиях раковых клеток с дефицитом ARID1A [80]. Было установлено, что при РЯ с дефицитом ARID1A клетки более чувствительны к ингибированию GSH из-за сопутствующих мутаций в гене SLC7A11 (англ. solute carrier family 7 member 11), которые снижают уровень цистеина [74]. Недостаточный уровень цистеина служит предельным предшественником GSH, провоцирующим окислительный стресс и гибель опухолевых клеток В дополнение к SLC7A11, GCLC (glutamate cysteine ligase catalytic subunit; каталитическая субъединица глутамат-цистеинлигазы), ген, кодирующий фермент, определяющий скорость метаболизма GSH, функционирует в синтетическом летальном партнерстве с ARID1A. Было показано, что подавление GCLC в опухолевых клетках с дефицитом ARID1A сопровождается снижением уровня GSH, что приводит к повышению уровня АФК [80]. Следовательно, ингибирование фермента GLCL является потенциально эффективным терапевтическим средством для лечения опухолей с дефицитом ARID1A.

Применение ингибиторов EZH2 при ARID1A-мутировавшей светлоклеточной карциноме яичников / EZH2 inhibitors use in ARID1A-mutated clear cell ovarian carcinoma

Более того, ингибирование EZH2 (англ. enhancer of zeste homolog 2; усилитель гомолога zeste 2) повышает чувствительность к апоптозу РЯ и РТМ с мутацией ARID1A. EZH2 является эпигенетическим регулятором, который играет важную роль в экспрессии генов, пролиферации клеток и иммунной регуляции [81]. Примечательно, что чрезмерная активация EZH2 обычно связана со злокачественными новообразованиями, такими как РЯ. В контексте мутаций ARID1A эпигенетическая дисрегуляция является существенной причиной неконтролируемой пролиферации клеток. B.G. Bitler с соавт. провели исследование, целью которого было выяснить, функционируют ли EZH2 и ARID1A в синтетическом летальном взаимодействии, ингибируя метилтрансферазу EZH2 [82]. Клеточные линии РЯ были обработаны низкомолекулярным ингибитором EZH2 GSK126. Обработка GSK126 избирательно снижала рост опухолевых клеток с мутацией ARID1A. Эти результаты были дополнительно подтверждены путем подавления EZH2 в раковых клетках с мутацией ARID1A, что приводило к аналогичным апоптотическим эффектам [82]. Данные этого исследования в конечном счете свидетельствуют о том, что ингибирование EZH2 усиливается при раке с мутацией ARID1A и может привести к разработке новых подходов к лечению злокачественных новообразований. Таргетная терапия с использованием ингибиторов EZH2 в настоящее время оценивается в ходе текущих клинических испытаний при различных видах рака, включая РЯ [81].

Ингибирование киназы Aurora-A при опухолях с дефицитом ARID1A / Inhibition of Aurora-A kinase in ARID1A-deficient tumors

Aurora-A – это серин/треонинкиназа, избыточная экспрессия которой наблюдается при многих видах рака у человека. В неопухолевых клетках Aurora-A выполняет функции, облегчающие начало митоза, формирование митотического веретена, цитокинез и регуляцию транскрипционной активности YAP. Aurora-A позволяет опухолевым клеткам избежать иммунного разрушения, что может повлиять на реакцию на иммунотерапию. Экспериментальные исследования с использованием ингибиторов Aurora-A показали, что они снижают способность к росту клеток колоректальной карциномы и РЯ in vitro [83]. Клиническое исследование с использованием киназы против Aurora-A, ENMD-2076, не соответствовало стандартам эффективного лечения, но имело значительно различающиеся результаты у пациентов в зависимости от статуса ARID1A. Пациенты с ARID1A-дефицитными СКKЯ имели более длительную выживаемость без прогрессирования при приеме ENMD-2076, чем пациенты с раком, экспрессирующим ARID1A дикого типа. У пациента, который дольше всех переносил лечение, наблюдалась гомозиготная потеря функции ARID1A [84]. Это указывает на необходимость дополнительных исследований потенциальных терапевтических средств, нацеленных на взаимодействие между ARID1A и Aurora-A.

Иммунотерапия и лечение ARID1A-дефицитных онкогинекологических заболеваний / Immunotherapy and treatment of ARID1A-deficient gynecologic oncology diseases

Ингибиторы иммунных контрольных точек при ARID1A-дефицитных опухолях / Immune checkpoint inhibitors in ARID1A-deficient tumors

Рак яичников и рак тела матки не только плохо реагируют на химиотерапию препаратами платины при наличии дефицита ARID1A, но и дефицит ARID1A связан с уклонением от иммунитета посредством эпигенетической регуляции экспрессии генов интерферона и передачи сигналов при РЯ и других видах рака [85]. Иммунотерапия – это потенциальный метод лечения, позволяющий обойти химиорезистентность при опухолях с мутацией ARID1A. Характеристики опухоли, связанные с реакцией на ингибиторы иммунных контрольных точек, такие как антитела к рецептору программируемой клеточной гибели-1 (англ. рrogrammed cell death 1, PD-1) – пембролизумаб и достарлимаб, включают высокую микросателлитную нестабильность (англ. high microsatellite instability, MSI-H), мутационную нагрузку при дефиците MMR и PD-L1 (англ. рrogrammed death-ligand 1; лиганд рецептора программируемой клеточной гибели-1) [86]. Опухоли репродуктивной женской системы с мутацией ARID1A демонстрируют более высокую нагрузку по мутации опухоли и экспрессию PD-L1, что, как ожидается, повышает вероятность ответа на терапию ингибиторами иммунных контрольных точек [87]. И наоборот, доклинические и клинические данные о пациентах с меланомой свидетельствуют о том, что дефицит ARID1A приводит к снижению реакции на иммунотерапию [85]. Тем не менее в отчетах о клинических случаях сообщалось о замечательных стойких ответах на иммунотерапию у пациенток с опухолями репродуктивной системы с дефицитом ARID1A, в частности, СКЯ и РТМ [88][89].

Метаболические и иммуногенные подтипы / Metabolic and immunogenic subtypes

В дополнение к молекулярной классификации, основаной на генетических особенностях или традиционной морфологической классификации, метаболическая классификация может предложить дополнительные прогностические возможности для обеспечения более индивидуализированного подхода к лечению. РТМ подразделяется на 2 метаболических подтипа: C1 и C2 [90]. С1 является наиболее активным метаболическим путем и характеризуется повышенной иммуногенностью, в то время как С2 обладает пониженной иммуногенностью и высокой вариабельностью числа копий, что способствует ухудшению прогноза. Мутация в гене ARID1A отмечается в 56 % случаев C1 и в 29 % случаев C2 [90]. Одновременный дефицит ARID1A и высокая иммуногенность C1 предполагают потенциальную чувствительность к терапии блокаторами иммунных контрольных точек в этой группе и в рамках выявленных метаболических подтипов РЯ и РШМ и заслуживают дальнейшего изучения [91][92].

Заключение / Conclusion

Высокая частота мутаций ARID1A при злокачественных опухолях женской репродуктивной системы открывает уникальные возможности для целенаправленного и терапевтического вмешательства. СККЯ и РТМ с наличием мутаций ARID1A плохо поддаются стандартной химиотерапии, что подчеркивает необходимость проведения дальнейших исследований в данной области. ARID1A может быть использован в качестве биомаркера предраковых заболеваний, а также в качестве инструмента для прогнозирования ответа на лучевую терапию, иммунотерапию и таргетные методы лечения. В настоящее время проводятся клинические испытания нескольких низкомолекулярных и эпигенетических ингибиторов при опухолях женской репродуктивной системы с дефицитом ARID1A.

Иммунотерапия является эффективным методом лечения некоторых видов рака, для которых характерны мутации ARID1A. Важно отметить, что в большинстве клинических исследований, посвященных изучению ARID1A при гинекологических раковых заболеваниях, принимали участие представители европеоидной и азиатской рас, именно поэтому будущие исследования ARID1A должны охватывать большее число популяций пациентов. Основываясь на результатах исследований, обобщенных в настоящем обзоре, будушие стратегии профилактики и лечения злокачественных новообразований женской репродуктивной системы могут быть модифицированы с учетом мутационного статуса гена ARID1A.