Analysis of genetic ablation of mutant Kras versus its inhibition in lung adenocarcinoma

Abstract

Los recientes avances en la estructura de KRAS han llevado a la identificación de inhibidores específicos frente a KRASG12C, que hasta ahora se consideraba inabordable. A pesar de unos prometedores resultados iniciales, existe cierta evidencia de resistencia intrínseca o adquirida en los primeros ensayos clínicos, por lo que se necesitarían tratamientos combinados para maximizar el potencial terapéutico de las terapias dirigidas frente a KRAS. Con el fin de profundizar en este aspecto, hemos desarrollado dos modelos de ratón genéticamente modificados de adenocarcinoma de pulmón inducidos por KRAS que nos permitieron evaluar tanto la eliminación genética como la inhibición farmacológica de KRAS en tumores establecidos. En esta tesis hemos descrito una regresión tumoral completa y prolongada tras la eliminación genética de KrasG12V, sin observar recurrencia tumoral en ausencia del oncogén, a pesar de carecer del gen supresor tumoral Trp53. La regresión tumoral estuvo mediada por apoptosis y un rápido arresto de la proliferación, acompañada de la infiltración de linfocitos T CD8+ y células NK. De forma similar, la eliminación genética de Kras en tumores de pulmón inducidos por uretano, un modelo de tumores con una mayor carga mutacional, se asoció con una regresión tumoral completa en todos los casos, sin conseguir escapar de la adicción oncogénica. Por el contrario, la inhibición farmacológica de KRASG12C con sotorasib derivó en la adquisición de resistencia en todos los ratones del estudio tras una primera respuesta inicial. Los tumores resistentes a sotorasib mostraron una elevada amplificación de la región genómica donde se encuentra el alelo de Kras y una sobreexpresión de vías relacionadas con el metabolismo de fármacos, que presuntamente podrían estar mediando la detoxificación directa en células tumorales. Estos resultados sugieren la existencia de una fuerte presión selectiva que impide al sotorasib actuar frente a KRASG12C, bien mediante la amplificación del alelo de KrasG12C, mediante el metabolismo del fármaco o por una acción conjunta de ambas. Aún así, fuimos capaces de aislar clones individuales en cultivo que sobrevivieron tras la eliminación genética de KrasG12V y crecieron en completa ausencia del oncogén. La mayoría de los clones resistentes mostraron niveles bajos de actividad de RAS, sugiriendo la presencia de mecanismos alternativos que sustenten su crecimiento de forma independiente a KRAS. Detectamos una elevada activación de las vías de NF-kB y STAT3 en los clones resistentes, y por consiguiente, el bloqueo simultáneo de ambas vías inhibió notablemente su crecimiento. Asimismo, observamos resultados similares al inhibir el co-activador transcripcional YAP1 y la proteína anti-apoptótica BIRC5, lo que sugiere la activación de un complejo programa transcripcional para eludir la apoptosis tras la eliminación de Kras. Además, los clones resistentes también mostraron un aumento de EGFR, que podría estar impulsando la reactivación de la vía MAPK, representando una potencial diana para evitar sortear al oncogén. Estos resultados revelan las ventajas de la eliminación genética de KRAS respecto a su inhibición y ponen de manifiesto la importancia de las intervenciones terapéuticas simultáneas al bloquear KRAS con el fin de evitar posibles recurrencias tumorales.