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PNAS. Investigadores del CNIO logran una estrategia eficaz para inducir regresión en tumores de pulmón causados por el oncogén KRAS en ratones

08.09.2020

Ayuda a parar el cáncer

Inactivación CDK4 y RAF1 Ilustración y tomografía computarizada del efecto terapéutico antes y después de inactivar CDK4 y RAF1. A la izquierda se observan dos tumores cuando KRAS se encuentra activando CDK4 y RAF1. A la derecha se observa la desaparición de los tumores tras la inactivación de CDK4 y RAF1. /CNIO

Investigadores del Grupo de Oncología Experimental del CNIO han logrado la remisión completa en un 25% de los tumores de pulmón causados por el oncogén KRAS en ratones, mediante la inactivación de CDK4 y RAF1, dos genes que actúan a diferentes niveles en la vía de señalización de este oncogén. Además, esta combinación terapéutica frena el crecimiento tumoral en el 100% de los casos

Por otra parte, y pese a la alta heterogeneidad de estos tumores, el equipo ha conseguido identificar y tratar terapéuticamente los distintos mecanismos de resistencia que aparecen tras inactivar ambas dianas

Los hallazgos abren la puerta a nuevas estrategias terapéuticas contra los tumores de pulmón causados por el oncogén KRAS, incluyendo los potenciales tumores resistentes

En la actualidad existen ya fármacos eficaces contra CDK4 como abemaciclib o palbociclib. No obstante, la aplicación de esta estrategia terapéutica deberá de esperar al desarrollo de nuevos inhibidores de RAF1, ya que los que se han generado hasta ahora han resultado ser demasiado tóxicos por su falta de especificidad

El oncogén KRAS está involucrado en al menos una quinta parte de todos los cánceres humanos: mutaciones en KRAS son causa directa de un 32% de los tumores de pulmón y un 96% de los de páncreas. Sin embargo, tras más de treinta años de investigación a día de hoy todavía no se han podido desarrollar estrategias terapéuticas eficaces contra este oncogén. Por esta razón, gran parte de los esfuerzos científicos se vuelcan en la identificación de otras moléculas con actividad terapéutica sobre las que KRAS señaliza. En línea con este desafío, investigadores del Grupo de Oncología Experimental del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) han conseguido que un 25% de los tumores de pulmón inducidos por este oncogén remitan por completo en ratones tras la inactivación genética de CDK4 y RAF1, lo que abre la vía al desarrollo de futuros tratamientos. El hallazgo se publica en PNAS, la revista de la Academia de Ciencias de los EEUU.

En este trabajo, el equipo del CNIO ha explorado una aproximación que consiste en inactivar dos genes que forman parte de la ruta de señalización de KRAS, CDK4 y RAF1. “Y esta estrategia sí ha funcionado”, apunta Mónica Musteanu, una de los autores principales del estudio. Trabajando en modelos de ratón para cáncer de pulmón causado por una combinación de dos mutaciones, la activación del oncogén KRAS y la eliminación del gen supresor p53, dos de los genes mas frecuentemente mutados en el cáncer humano, han conseguido que el 100% de los tumores disminuyan su tamaño y que un cuarto de ellos remita completamente. Además, los investigadores han confirmado en ratones sanos que esta estrategia terapéutica no compromete el funcionamiento normal del organismo.

Aún así, como suele ocurrir en la clínica, un porcentaje de tumores fueron capaces de sobrevivir en ausencia de CDK4 y RAF1. Sin embargo, los investigadores consiguieron identificar los mecanismos moleculares que desencadenaban esta resistencia y que impedían la remisión total: la activación de la ruta PI3K, esencial en cáncer, y el silenciamiento mediante la metilación de varios genes supresores tumorales. “Ambos mecanismos pueden ser neutralizados terapéuticamente: por un lado, mediante inhibidores de PI3K, y por otro, desmetilando selectivamente los genes supresores tumorales para reactivar así su función”, explica Laura de Esteban, primera autora del trabajo que publica PNAS.

Para llevar a cabo este estudio, el equipo del CNIO empleó un modelo de ratón que reproduce fielmente la enfermedad humana, induciendo el tumor mediante la activación del oncogén KRAS y desactivando el supresor tumoral p53 para inducir tumores más agresivos, una combinación responsable de un alto porcentaje de los adenocarcinomas de pulmón humanos. A continuación, una vez formado el tumor los genes son inactivados en el ratón de forma sistémica de la misma manera que un paciente recibiría el tratamiento tras el diagnóstico.

Los hallazgos arrojan luz para favorecer el desarrollo de nuevos tratamientos contra los tumores con mutaciones en KRAS e indican la importancia de desarrollar inhibidores especialmente contra RAF1 ya que los inhibidores que se han desarrollado hasta ahora no han podido superar la fase I debido a su alta toxicidad.

Además, los autores también apuntan que otra línea a seguir investigando en el futuro sería el estudio de las vías de resistencia múltiple que puedan surgir después de la inactivación de las dianas terapéuticas.

El Grupo de Oncología Experimental del CNIO es una referencia mundial en el estudio de los cánceres relacionados con KRAS, con ejemplos destacados como la eliminación de tumores de pulmón y tumores de páncreas avanzados mediante la inactivación de la quinasa RAF1 en modelos animales.

El trabajo ha sido financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación, el Instituto de Salud Carlos III, el Consejo Europeo de Investigación (ERC), la Comunidad Autónoma de Madrid, la National Natural Science Foundation of China, la Fundación AXA y el Ministerio de Educación.

Artículo de referencia

Tumor regression and resistance mechanisms upon CDK4 and RAF1 inactivation in KRAS/P53 mutant lung adenocarcinomas. Laura Esteban-Burgos et al (PNAS, 2020). DOI: 10.1073/pnas.2002520117

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