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KRAS G12C耐药突变药筛细胞模型

发布时间:2022-01-14 14:04 |  点击次数:

RAS蛋白是一种鸟苷三磷酸酶 (guanosine triphosphatases,GTPase),包括KRAS、HRAS、NRAS三种亚型。在人类肿瘤中,KRAS突变频率最高,出现在约85%的癌症中。

 

KRAS蛋白可在激活的鸟苷三磷酸(GTP)结合状态和失活的鸟苷二磷酸(GDP)结合状态之间循环,以发挥分子开关的作用。KRAS突变主要发生在第12、13和61位氨基酸,破坏GAP(GTPase activating protein)介导的GTP水解,使得KRAS突变蛋白倾向于GTP结合的激活状态。KRAS突变体蛋白与GTP 亲和力显著提高,导致下游信号转导通路持续激活,包括 RAF-MEK-ERK、PI3K-AKT-mTOR、NF-KB等信号通路激活,促进细胞增殖和转移,推动肿瘤发生发展。




Fig 1.KRAS突变


KRAS靶点药物开发与耐药

 

近40年来,由于KRAS突变蛋白与GTP亲和力强,胞内GTP浓度高,KRAS蛋白表面缺乏明显疏水口袋等原因,导致KRAS突变被认为是“不可成药”靶点,直到2013年Shokat等人在《Nature》报道了第一个KRAS G12C共价抑制剂compound 12,2019年安进和Mirati Therapeutics公司开发出两款进入临床试验的KRAS G12C抑制剂AMG510和MRTX-849。KRAS突变以第12位甘氨酸的突变最为常见,突变形式包括KRAS G12C、 KRAS G12D和KRAS G12V等。

 

近年来开发的KRAS G12C共价抑制剂AMG510、MRTX849等可特异性共价结合非活性形式KRAS G12C,通过影响KRAS G12C蛋白在非活性和活性形式间的转变,抑制KRAS G12C活性,从而达到抗肿瘤的目的。



 

​​​​​​Fig 2.  KRAS G12C共价抑制剂作用机制

 

安进公司的AMG510(sotorasib)已于2021年批准上市,而Mirati Therapeutics公司adagrasib(MRTX849)用于KRAS G12C突变NSCLC患者被授予突破性疗法认定。许多接受KRAS G12C抑制剂治疗的癌症患者观察到了临床获益,但大多数患者最终还是出现了对单药治疗的获得性耐药,因此解KRAS G12C抑制剂的固有耐药性和获得性耐药机制,对于最大限度地发挥其治疗潜力至关重要。

 

目前对KRAS G12C抑制剂耐药机制和克服耐药方法正在深入研究,现有已发现的耐药机制包括:

 

● KRAS获得性耐药突变(G12D/R/V/W、G13D、Q61H、R68S、H95D/Q/R、Y96C以及G12C扩增)

● 旁路激活(MET扩增;NRAS、BRAF、MAP2K1及RET激活突变;ALK、RET、BRAF、RAF1和FGFR3融合;NF1和PTEN失活突变)

● 组织病理转化(腺癌转化为鳞癌)

 

其中,KRAS获得性耐药突变特别是KRAS G12C双突变比例较高,是未来机制研究和新药研发的热点方向。






KRAS G12C双突变药物研发现状


 

针对KRAS G12C耐药双突变目前尚无药物进入临床,有多个药物处于处于临床前研究阶段,其中关注度较高的是Revolution Medicines公司的新型KRAS抑制剂tricomplex。由于其与现有KRAS G12C共价抑制剂作用机制不同,对KRAS G12C突变和KRAS G12C耐药双突变依然有效。

 

KRAS G12C双突变药筛细胞模型
 

科佰生物针对KRAS G12C耐药突变机制研究和新药开发的需求,科佰生物推出一系列KRAS G12C双突变药筛细胞模型,部分数据展示如下。


KRAS G12C-H95D/BaF3 CBP73338



Fig 4. CTG Proliferation Assay of BaF3 KRAS G12C/H95D Cells (C4).


 

KRAS G12C-R68S/BaF3 CBP73344




Fig 5. CTG Proliferation Assay of BaF3 KRAS G12C/R68S Cells (C21).


KRAS G12C-Y96D/BaF3 CBP73346



Fig 6. CTG Proliferation Assay of BaF3 KRAS G12C/Y96D Cells (C7).

 

KRAS G12C-Y96C/BaF3 CBP73337

Fig 7. CTG Proliferation Assay of BaF3 KRAS G12C/Y96C Cells (C3).