I tumori acquisiscono mutazioni secondarie del gene TP53 che bloccano i farmaci di riattivazione del gene p53 / Tumors Acquire Secondary TP53 Mutations that Block p53 Reactivation Drugs

I tumori acquisiscono mutazioni secondarie del gene TP53 che bloccano i farmaci di riattivazione del gene p53 / Tumors Acquire Secondary TP53 Mutations that Block p53 Reactivation Drugs

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Uno studio condotto dai ricercatori del Massachusetts General Brigham ha scoperto come i tumori diventino resistenti al rezatapopt ed ad altri farmaci progettati per ripristinare il soppressore tumorale p53. La ricerca, pubblicata su Cancer Discovery, ha dimostrato che i tumori sviluppano nuove mutazioni all'interno dello stesso gene TP53 in risposta ai trattamenti, impedendogli di riassumere il suo ruolo di soppressore tumorale e ha scoperto modi per migliorare i trattamenti mirati a p53 utilizzando farmaci di nuova generazione od approcci combinati.

"I nostri risultati stabiliscono una base molecolare per cui i pazienti trattati con rezatapopt possono andare incontro a fallimento terapeutico e forniscono la prima prova clinica che le mutazioni secondarie on-target del gene TP53 possono portare a resistenza acquisita", ha affermato il primo autore Ferran Fece de la Cruz, PhD, istruttore presso il Krantz Family Center for Cancer Research presso il Mass General Brigham Cancer Institute. Inoltre, il lavoro "ci stimola ad indagare ulteriormente se gli agenti di nuova generazione o le terapie combinate possano superare o ritardare l'insorgenza della resistenza".

Le mutazioni in TP53 sono le alterazioni genetiche più frequenti nei tumori e la mutazione Y220C crea una piccola cavità nella proteina p53, non presente nella forma selvatica, che si è rivelata un bersaglio fertile per terapie a base di piccole molecole. Questi agenti, come il rezatapopt, legano la proteina mutante e ripristinano l'attività oncosoppressore. Il rezatapopt, un riattivatore di Y220C disponibile per via orale, ha mostrato un'efficacia iniziale su diversi tipi di tumore nello studio di fase 1/2 PYNNACLE in corso. Tuttavia, la resistenza acquisita a questo trattamento ha portato allo studio attuale per scoprire come i tumori sviluppino resistenza terapeutica.

Per la ricerca, il gruppo ha esaminato campioni di sangue e di tumore di due pazienti con diversi tumori solidi metastatici arruolati nello studio PYNNACLE, che inizialmente avevano risposto al rezatapopt ma che in seguito avevano manifestato una recidiva. Utilizzando l'analisi del ctDNA, biopsie tumorali ed, in un caso, campioni autoptici rapidi, hanno monitorato l'evoluzione del tumore durante la terapia. La profilazione tumorale ha rivelato molteplici nuove alterazioni di TP53 insorte durante il trattamento, tra cui quasi 100 mutazioni de novo in un paziente. Queste mutazioni secondarie sono state trovate in cis con l'alterazione originale Y220C, indicando una pressione evolutiva diretta sul bersaglio del farmaco stesso.

Il gruppo ha quindi condotto studi funzionali per determinare in che modo queste mutazioni influenzassero la risposta al farmaco. I ricercatori hanno espresso doppi mutanti rappresentativi – Y220C più un'alterazione di nuova acquisizione – in cellule tumorali in coltura e hanno valutato l'attività di p53 e la reattività al rezatapopt. Gli esperimenti hanno mostrato due classi principali di resistenza. Una classe includeva mutazioni del dominio di legame al DNA, frameshift o mutazioni nonsenso che bloccano l'attività trascrizionale di p53. "La modellazione funzionale ha confermato che questi doppi mutanti eliminano la riattivazione di p53 e l'induzione del gene bersaglio da parte del rezatapopt", hanno scritto i ricercatori. Poiché queste alterazioni eliminano completamente la funzione di p53, è probabile che causino resistenza a tutti i farmaci mirati utilizzando lo stesso approccio del rezatapopt.

La seconda classe di mutazioni di resistenza si è concentrata attorno alla superficie di legame di Y220C. La modellazione strutturale ha indicato che questi cambiamenti riconfigurano la tasca farmacologica ed ostacolano il legame di rezatapopt senza necessariamente arrestare l'attività di p53. Alcune di queste alterazioni "non aboliscono invariabilmente l'attività di p53, suggerendo che la resistenza in questo caso potrebbe essere farmaco-specifica piuttosto che universalmente applicabile a tutti i riattivatori di Y220C", hanno osservato i ricercatori, offrendo l'opportunità di sviluppare nuovi trattamenti con profili o chimiche di legame diversi che potrebbero mantenere l'attività contro questi tumori.

Ricerche precedenti avevano stabilito che la mutazione Y220C crea una tasca criptica adiacente al dominio di legame al DNA di p53 e che piccole molecole potrebbero stabilizzare la proteina mutante e ripristinarne la funzionalità. Tuttavia, nessuna ricerca precedente ha dimostrato che i tumori possano sviluppare ulteriori mutazioni di TP53 per eludere questi trattamenti. "Questo studio illustra come la resistenza pan-cancro ai riattivatori di p53 mutanti Y220C emerga nei pazienti, indicando che le alterazioni acquisite sul bersaglio possono rappresentare un importante meccanismo di resistenza clinica", hanno scritto i ricercatori.

Le implicazioni per l'assistenza clinica includono la potenziale necessità di test molecolari durante il trattamento per monitorare le mutazioni di resistenza e guidare i cambiamenti terapeutici. Le mutazioni secondarie che interrompono il legame del farmaco ma preservano la funzione di p53 potrebbero essere affrontate passando a riattivatori di nuova generazione. Al contrario, le mutazioni che aboliscono l'attività di p53 potrebbero richiedere strategie combinate mirate alle vulnerabilità associate alla perdita di p53.

I ricercatori hanno osservato che la loro analisi di questa attività è stata derivata da soli due pazienti e che saranno necessarie coorti più ampie per definire la frequenza e la rapidità con cui si manifestano questi meccanismi di resistenza. Studi futuri integreranno i dati genomici derivati ​​dai pazienti con test funzionali per distinguere le mutazioni di fuga specifiche per un farmaco da altri fattori di sviluppo della malattia. Questa ricerca potrebbe contribuire a guidare la progettazione di terapie di nuova generazione mirate a p53 e sperimentazioni di approcci combinati volti a prolungare la durata delle risposte nei pazienti con tumori con mutazione TP53.

ENGLISH

A study by researchers from Mass General Brigham has found how cancers become resistant to rezatapopt and other drugs designed to restore the tumor suppressor p53. The research, published in Cancer Discovery, showed that tumors evolve new mutations within the same TP53 gene in response to treatments which prevents it from reassuming its tumor suppressing role and uncovered ways to improve p53-targeted treatments using next-generation drugs or combination approaches.

“Our findings establish a molecular basis for why patients treated with rezatapopt may experience therapeutic failure and provide the first clinical evidence that on-target secondary TP53 mutations can lead to acquired resistance,” said first author Ferran Fece de la Cruz, PhD, an instructor with the Krantz Family Center for Cancer Research at the Mass General Brigham Cancer Institute. In addition, the work “galvanizes us to further investigate whether next-generation agents or combination therapies may overcome or delay the emergence of resistance.”

Mutations in TP53 are the most frequent genetic alterations in cancer, and the Y220C mutation creates a small cavity in the p53 protein that is not present in the wild-type form, which has been a fertile target for small molecule therapies. These agents, like rezatapopt, bind the mutant protein and restore tumor suppressor activity. Rezatapopt, an orally available Y220C reactivator, has shown initial efficacy across tumor types in the ongoing phase 1/2 PYNNACLE trial. But acquired resistance to this treatment led to the current study to find out how tumors develop therapeutic resistance.

For the research, the team examined blood and tumor samples from two patients with different metastatic solid tumors enrolled in PYNNACLE who initially responded to rezatapopt but later relapsed. Using ctDNA analysis, tumor biopsies, and, in one case, rapid autopsy specimens, they tracked tumor evolution during therapy. Tumor profiling uncovered multiple new TP53 alterations that arose during treatment, including nearly 100 de novo mutations in one patient. These secondary mutations were found in cis with the original Y220C alteration, indicating direct evolutionary pressure on the drug target itself.

The team then conducted functional studies to determine how these mutations affected drug response. The researchers expressed representative double mutants—Y220C plus a newly acquired alteration—in cultured cancer cells and assessed p53 activity and responsiveness to rezatapopt. The experiments showed two main classes of resistance. One class included DNA-binding domain mutations, frameshifts, or nonsense mutations that halt p53 transcriptional activity. “Functional modeling confirmed these double mutants eliminate p53 reactivation and target gene induction by rezatapopt,” the researchers wrote. Because these alterations remove p53 function entirely, they are likely to cause resistance to all targeted drugs using the same approach as rezatapopt.

The second class of resistance mutations clustered around the Y220C binding surface. Structural modeling indicated these changes reconfigure the druggable pocket and hinder rezatapopt binding without necessarily halting p53 activity. Some of these alterations “do not invariably abolish p53 activity, suggesting that resistance here may be drug-specific rather than universally applicable across all Y220C reactivators,” the researchers noted, providing an opportunity to develop new treatments with different profiles or binding chemistries that might retain activity against these tumors.

Prior research had established that the Y220C mutation creates a cryptic pocket adjacent to the DNA-binding domain of p53 and that small molecules could stabilize the mutant protein and restore function. But no prior research has shown that tumors would evolve additional TP53 mutations to evade these treatments. “This study illustrates how pan-cancer resistance to Y220C-mutant p53 reactivators emerges in patients, indicating that on-target acquired alterations can represent a major mechanism of clinical resistance,” the researchers wrote.

The implications for clinical care include the potential need for molecular testing during treatment to monitor for resistance mutations and to guide therapy changes. Secondary mutations that disrupt drug binding but preserve p53 function could be addressed by switching to next-generation reactivators. By contrast, mutations that abolish p53 activity may require combination strategies targeting vulnerabilities associated with p53 loss.

The researchers noted that their analysis of this activity was derived from only two patients and that larger cohorts will be needed to define how often and how quickly these resistance mechanisms arise. Future studies will integrate patient-derived genomic data with functional assays to distinguish drug-specific escape mutations from other drivers of disease development. This research could help guide the design of next-generation p53-targeted therapies and trails of combination approaches aimed at extending the durability of responses in patients with TP53-mutant cancers.

Da:

https://www.insideprecisionmedicine.com/topics/oncology/tumors-acquire-secondary-tp53-mutations-that-block-p53-reactivation-drugs/?_hsenc=p2ANqtz-_PEXrmYpEcI-nQQrGDUDTLc8ZrGB5koT00H8zkhiVkFVfXVIHktgzHGP-9iMkTVDDA9w9vJeqMEKoB6KufdaJPBTK1JOAUM67sAdqBXOl6GrnhDbQ&_hsmi=398621277