American Association for Cancer Research (AACR)

Kinase protein serine/threonine ATM phát tín hiệu đến các thành phần chu kỳ tế bào và sửa chữa DNA bằng cách phosphoryl hóa các mục tiêu hạ lưu như p53, CHK2, NBS1 và BRCA1. Đột biến của ATM xảy ra trong rối loạn tự gen lặn ở người là ataxia-telangiectasia, được đặc trưng bởi độ nhạy cảm cao với bức xạ ion hóa và sự thất bại của tế bào trong việc dừng chu kỳ tế bào sau khi xảy ra đứt gãy DNA hai chuỗi. Do đó, đã được đề xuất rằng việc ức chế ATM sẽ gây ra sự nhạy cảm của tế bào đối với bức xạ và hóa trị liệu. Thông qua việc sàng lọc một thư viện hợp chất phân tử nhỏ được phát triển cho họ kinase giống phosphatidylinositol 3′-kinase, chúng tôi đã xác định một chất ức chế cạnh tranh ATP, 2-morpholin-4-yl-6-thianthren-1-yl-pyran-4-one (KU-55933), có khả năng ức chế ATM với IC50 là 13 nmol/L và Ki là 2.2 nmol/L. KU-55933 cho thấy tính đặc hiệu trong việc ức chế các kinase giống phosphatidylinositol 3′-kinase khác. Việc ức chế ATM ở tế bào bởi KU-55933 được chứng minh bằng việc loại bỏ sự phosphoryl hóa phụ thuộc vào bức xạ ion hóa của một loạt các mục tiêu ATM, bao gồm p53, γH2AX, NBS1 và SMC1. KU-55933 không cho thấy sự ức chế của các sự kiện phosphoryl hóa tế bào gây ra bởi tổn thương DNA do ánh sáng UV. Sự tiếp xúc của tế bào với KU-55933 dẫn đến sự nhạy cảm đáng kể với các tác động độc tế bào của bức xạ ion hóa và các tác nhân hóa trị liệu gây đứt gãy DNA hai chuỗi, như etoposide, doxorubicin và camptothecin. Việc ức chế ATM bởi KU-55933 cũng dẫn đến việc mất khả năng ngừng chu kỳ tế bào do bức xạ ion hóa. Ngược lại, KU-55933 không tăng cường tác động độc tế bào của bức xạ ion hóa trên các tế bào ataxia-telangiectasia, cũng như không ảnh hưởng đến hồ sơ chu kỳ tế bào của chúng sau tổn thương DNA. Chúng tôi kết luận rằng KU-55933 là một chất ức chế kinase ATM mới, đặc hiệu và mạnh mẽ.

Ung thư biểu mô tế bào gan (HCC) là một căn bệnh có tính chất đa dạng cao, và những nỗ lực trước đây để phát triển hệ thống phân loại dựa trên gen cho HCC đã cho ra các kết quả rất khác biệt, cho thấy khó khăn trong việc xác định cấu trúc phân tử thống nhất. Chúng tôi đã thực hiện một phân tích tổng hợp các hồ sơ biểu hiện gen từ tám nhóm bệnh nhân độc lập trên toàn thế giới. Ngoài ra, nhằm thiết lập khả năng áp dụng thực tế của một hệ thống phân loại, chúng tôi đã phân tích 118 mô hình đã được cố định bằng formalin và nhúng trong paraffin từ một nhóm bệnh nhân bổ sung. Tổng cộng, 603 bệnh nhân đã được phân tích, đại diện cho các nguyên nhân chính của HCC (viêm gan B và C) thu thập từ các quốc gia Tây và Đông. Chúng tôi đã quan sát thấy ba phân nhóm HCC vững chắc (gọi là S1, S2 và S3), mỗi phân nhóm tương quan với các tham số lâm sàng như kích thước khối u, mức độ phân hóa tế bào, và nồng độ α-fetoprotein trong huyết thanh. Phân tích các thành phần của các dấu hiệu cho thấy S1 phản ánh sự kích hoạt bất thường của đường dẫn tín hiệu WNT, S2 được đặc trưng bởi sự phát triển cũng như sự kích hoạt của MYC và AKT, và S3 liên quan đến sự phân hóa của tế bào gan. Các nghiên cứu chức năng cho thấy rằng đặc điểm của dấu hiệu kích hoạt đường WNT ở khối u S1 không chỉ đơn thuần là kết quả của đột biến β-catenin mà thực tế là kết quả của sự kích hoạt yếu tố tăng trưởng chuyển đổi-β, do đó đại diện cho một cơ chế mới trong việc kích hoạt đường WNT ở HCC. Những thí nghiệm này đã thiết lập khung phân loại đồng thuận đầu tiên cho HCC dựa trên các hồ sơ biểu hiện gen và làm nổi bật sức mạnh của việc tích hợp nhiều tập dữ liệu để xác định một phân loại phân tử vững chắc của bệnh.

Môi trường vi mô của khối u bao gồm một mạng lưới phức tạp các tiểu quần thể tế bào T miễn dịch. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã phân tích hệ thống sự cân bằng giữa tế bào T độc và các phân nhóm khác nhau của tế bào T hỗ trợ trong ung thư đại trực tràng ở người, và chúng tôi đã liên hệ tác động của chúng đến khả năng sống sót không mắc bệnh. Một nhóm các gen liên quan đến miễn dịch đã được phân tích trong 125 mẫu khối u đại trực tràng đông lạnh. Số lượng tế bào T độc xâm nhập, Treg, Th1 và Th17 cũng đã được định lượng tại trung tâm và viền xâm lấn của các khối u. Bằng cách phân cụm theo thứ bậc của ma trận tương quan, chúng tôi đã xác định được các cụm chức năng của các gen liên quan đến Th17 (RORC, IL17A), Th2 (IL4, IL5, IL13), Th1 (Tbet, IRF1, IL12Rb2, STAT4), và tính độc tế bào (GNLY, GZMB, PRF1). Bệnh nhân có biểu hiện cao của cụm Th17 có tiên lượng xấu, trong khi bệnh nhân có biểu hiện cao của cụm Th1 có khả năng sống sót không mắc bệnh kéo dài. Ngược lại, không có cụm nào của Th2 dự đoán được tiên lượng. Phân tích kết hợp của cụm tế bào độc/Th1 và Th17 đã cải thiện khả năng phân biệt tái phát. Phân tích tại chỗ về mật độ của các tế bào IL17+ và CD8+ trong mô khối u đã xác nhận các kết quả. Phát hiện của chúng tôi cho thấy rằng các cụm Th1 và Th17 chức năng có tác động đối lập đến khả năng sống sót của bệnh nhân trong ung thư đại trực tràng, và chúng cung cấp thông tin bổ sung có thể cải thiện tiên lượng. Ung thư Res; 71(4); 1263–71. ©2011 AACR.

Các can thiệp phát triển sớm đã được liên kết với các bệnh lý tuyến tiền liệt khởi phát ở người trưởng thành, bao gồm sự tiếp xúc quá mức với các hợp chất estrogen; tuy nhiên, cơ sở phân tử cho sự ghi dấu này vẫn chưa được biết đến. Một mối lo ngại sức khỏe quan trọng và gây tranh cãi là liệu việc phơi nhiễm với liều thấp các estrogen môi trường hoạt động hormon, chẳng hạn như bisphenol A, có thể thúc đẩy các bệnh tật ở người, bao gồm ung thư tuyến tiền liệt hay không. Ở đây, chúng tôi cho thấy rằng sự phơi nhiễm phát triển ngắn hạn của chuột cống với liều thấp, có liên quan đến môi trường của bisphenol A hoặc estradiol làm tăng tính nhạy cảm của tuyến tiền liệt đối với các tổn thương tiền ung thư khởi phát ở người trưởng thành và carcinogenesis do hormone. Chúng tôi phát hiện ra rằng có những thay đổi vĩnh viễn trong các mẫu methyl hóa DNA của nhiều gen tín hiệu tế bào, cho thấy một cơ sở epigenetic cho việc ghi dấu estrogen. Đối với phosphodiesterase loại 4 biến thể 4 (PDE4D4), một enzyme chịu trách nhiệm phân hủy AMP vòng, một cụm methyl hóa cụ thể đã được xác định trong đảo CpG ở đầu 5′, và cụm này đã dần được hypermethyl hóa theo độ tuổi ở các tuyến tiền liệt bình thường, dẫn đến tổn thất biểu hiện gen. Sự hypomethyl hóa sớm và kéo dài tại vị trí này sau khi tiếp xúc với estradiol hoặc bisphenol A ở giai đoạn sơ sinh dẫn đến sự tiếp tục, tăng cao biểu hiện PDE4D4. Các nghiên cứu trên dòng tế bào xác nhận rằng methyl hóa cụ thể tại chỗ liên quan đến sự im lặng phiên mã của gen PDE4D4 và cho thấy hypomethyl hóa của gen này trong các tế bào ung thư tuyến tiền liệt. Quan trọng là, những thay đổi PDE4D4 ở các tuyến tiền liệt bị phơi nhiễm estrogen có thể phân biệt trước khi có những thay đổi histopathologic của tuyến, làm cho PDE4D4 trở thành một ứng viên đánh dấu phân tử để đánh giá rủi ro ung thư tuyến tiền liệt do các chất gây rối nội tiết. Tổng thể, những phát hiện này chỉ ra rằng sự phơi nhiễm với liều thấp đến các estrogen môi trường phổ biến ảnh hưởng đến epigenome tuyến tiền liệt trong quá trình phát triển và do đó thúc đẩy bệnh tuyến tiền liệt theo độ tuổi. (Nghiên cứu Ung thư 2006; 66(11): 5624-32)

Những biến đổi trong EGFR, KRAS và ALK là những yếu tố thúc đẩy ung thư trong ung thư phổi, nhưng cách mà tín hiệu oncogenic ảnh hưởng đến miễn dịch trong môi trường vi mô khối u mới chỉ bắt đầu được hiểu biết. Sự ức chế miễn dịch có thể đóng góp vào bệnh ung thư phổi, vì các thuốc ức chế điểm kiểm soát miễn dịch như PD-1 và PD-L1 có lợi ích lâm sàng. Ở đây, chúng tôi chỉ ra rằng sự kích hoạt của đường mòn AKT–mTOR điều chỉnh chặt chẽ biểu hiện PD-L1 cả trong ống nghiệm và trong mô hình in vivo. Cả sự kích thích oncogenic và sự kích thích do IFNγ gây ra đối với PD-L1 đều phụ thuộc vào mTOR. Ở các khối u biểu mô phổi adenocarcinoma và carcinoma tế bào vảy ở người, biểu hiện PD-L1 trên màng đã được liên kết đáng kể với sự kích hoạt mTOR. Những dữ liệu này gợi ý rằng sự kích hoạt oncogenic của đường mòn AKT–mTOR thúc đẩy việc thoát khỏi miễn dịch bằng cách điều khiển biểu hiện PD-L1, điều này đã được xác nhận trong các mô hình chuột đồng sinh và chuột được kỹ thuật di truyền trong ung thư phổi, trong đó một chất ức chế mTOR kết hợp với kháng thể PD-1 đã giảm sự phát triển khối u, tăng cường các tế bào T xâm nhập vào khối u và giảm tế bào T điều hòa. Cancer Res; 76(2); 227–38. ©2015 AACR.

MicroRNA-155 (miR-155) được biểu hiện quá mức trong nhiều loại ung thư ở người; tuy nhiên, các cơ chế mà miR-155 hoạt động như một oncomiR khả thi vẫn còn chưa được làm rõ. Trong nghiên cứu này, chúng tôi báo cáo rằng gene ức chế khối u suppressor of cytokine signaling 1 (socs1) là một mục tiêu được bảo tồn qua tiến hóa của miR-155 trong các tế bào ung thư vú. Chúng tôi phát hiện rằng biểu hiện miR-155 có tương quan nghịch với biểu hiện socs1 trong các dòng tế bào ung thư vú cũng như trong một tập hợp các khối u vú nguyên phát. Chúng tôi cũng xác định được một đột biến 24A→G trong vị trí liên kết với miR-155 của vùng không dịch mã 3' của SOCS1 trong một khối u vú mà làm giảm sự ức chế miR-155, cho thấy một cơ chế để các mục tiêu miRNA tránh né sự ức chế. Biểu hiện ectopic của miR-155 làm tăng rõ rệt sự phát triển của các tế bào ung thư vú, sự hình thành các đốm trong môi trường mềm agar in vitro và sự phát triển của các khối u trong chuột nude. Trong các tế bào ung thư vú, sự im lặng RNA interference của socs1 tái hiện lại các tác động ung thư của miR-155, trong khi việc khôi phục biểu hiện socs1 làm giảm chức năng gây khối u của miR-155, cho thấy rằng miR-155 thực hiện vai trò gây ung thư của nó bằng cách điều chỉnh âm tính socs1. Việc biểu hiện quá mức miR-155 trong các tế bào ung thư vú dẫn đến kích hoạt liên tục của transducer tín hiệu và activator of transcription 3 (STAT3) thông qua con đường Janus-activated kinase (JAK), và việc kích thích các tế bào ung thư vú bởi các cytokine viêm như IFN-γ và interleukin-6 (IL-6), lipopolysaccharide (LPS), và polyriboinosinic:polyribocytidylic acid [poly(I:C)] làm tăng đáng kể biểu hiện miR-155, cho thấy rằng miR-155 có thể hoạt động như một cầu nối giữa viêm và ung thư. Tổng thể, nghiên cứu của chúng tôi tiết lộ rằng miR-155 là một oncomiR trong ung thư vú và rằng miR-155 có thể là một mục tiêu tiềm năng trong liệu pháp điều trị ung thư vú. Ung Thư Nghiên Cứu; 70(8); 3119–27. ©2010 AACR.

Hiểu biết về sinh học của sự di căn ung thư tuyến tiền liệt đã bị hạn chế bởi sự thiếu hụt mô để nghiên cứu. Chúng tôi đã nghiên cứu dữ liệu lâm sàng, phân bố sự tham gia của ung thư tuyến tiền liệt, hình thái, kiểu hình miễn dịch và biểu hiện gen từ 30 trường hợp tự nghiệm nhanh của những người đàn ông tử vong do ung thư tuyến tiền liệt kháng hormone. Một vi mạch mô đã được xây dựng và đánh giá định lượng về biểu hiện của kháng nguyên đặc hiệu cho tuyến tiền liệt, thụ thể androgen, chromogranin, synaptophysin, MIB-1 và các dấu hiệu α-methylacylCoA-racemase. Phân cụm phân cấp của 16 mẫu khối u tự nghiệm nhanh đã được thực hiện để đánh giá mô hình biểu hiện cDNA liên quan đến hình thái. Các so sánh đã được thực hiện giữa các bệnh nhân cũng như trong cùng một bệnh nhân. Ung thư tuyến tiền liệt kháng hormone di căn có hình thái, kiểu hình miễn dịch và kiểu gen không đồng nhất, cho thấy rằng "bệnh di căn" là một tập hợp các bệnh ngay cả trong cùng một bệnh nhân. Sự đánh giá sự không đồng nhất này là rất quan trọng để đánh giá các dấu hiệu sinh học chẩn đoán và tiên lượng cũng như để thiết kế các mục tiêu điều trị cho bệnh giai đoạn muộn.

Tín hiệu từ thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì (EGFR) bất thường là nguyên nhân chính gây ra sự tiến triển và di căn của khối u; tuy nhiên, các cơ chế liên quan đến điều này vẫn chưa được hiểu rõ. Đặc biệt, vẫn chưa rõ liệu con đường EGFR bị rối loạn có tham gia vào quá trình chuyển đổi biểu mô-mesenchymal (EMT), một sự kiện sớm xảy ra trong quá trình di căn của các loại ung thư có nguồn gốc từ biểu mô. Tại đây, chúng tôi chỉ ra rằng EGF kích thích các tế bào ung thư biểu hiện EGFR chuyển từ hình thái tế bào biểu mô sang hình thái mesenchymal giống như sợi. EGF làm giảm biểu hiện E-cadherin và tăng cường biểu hiện các protein mesenchymal. Trong nỗ lực tìm kiếm một trung gian hạ lưu có thể giải thích cho EMT do EGF gây ra, chúng tôi tập trung vào các chất ức chế phiên mã của E-cadherin, bao gồm TWIST, SLUG và Snail, và phát hiện ra rằng các tế bào ung thư biểu hiện mức độ cao của TWIST và EGF làm tăng cường biểu hiện của nó. EGF đáng kể làm tăng bản sao TWIST và protein trong các dòng tế bào biểu hiện EGFR. Việc biểu hiện cưỡng bức EGFR tái kích hoạt biểu hiện TWIST trong các tế bào không có EGFR. Biểu hiện TWIST bị ức chế bởi EGFR và các chất ức chế Janus-activated kinase (JAK)/các chất truyền tín hiệu và hoạt hóa phiên mã 3 (STAT3), nhưng không bị ảnh hưởng đáng kể bởi các chất nhắm mục tiêu đến phosphoinositide-3 kinase và MEK/ERK. Hơn nữa, STAT3 hoạt động liên tục đáng kể kích hoạt trình điều khiển TWIST, trong khi chất ức chế JAK/STAT3 và STAT3 loại trừ gây ức chế trình điều khiển TWIST. Các nghiên cứu xóa/mutations thêm cho thấy rằng một vùng trình điều khiển dài 26 bp chứa các yếu tố STAT3 khả thi cần thiết cho khả năng đáp ứng với EGF của trình điều khiển TWIST. Các thử nghiệm miễn dịch kết tủa chromatin cho thấy EGF kích thích sự gắn kết của STAT3 hạt nhân với trình điều khiển TWIST. Phân tích miễn dịch mô học của 130 khối u vú nguyên phát cho thấy có mối tương quan dương tính giữa EGFR không hạt nhân với TWIST và giữa STAT3 phosphory hóa với TWIST. Nhìn chung, chúng tôi báo cáo ở đây rằng các con đường tín hiệu EGF/EGFR kích thích EMT ở các tế bào ung thư thông qua việc biểu hiện gen TWIST được trung gian bởi STAT3. [Nghiên cứu Ung thư 2007;67(19):9066–76]

Liệu pháp miễn dịch nhận định sử dụng tế bào T tự thân được trang bị thụ thể kháng nguyên giả (CAR) đã nổi lên như một phương thức mạnh mẽ trong việc điều trị ung thư. Tuy nhiên, một hạn chế của phương pháp này là tế bào T CAR tự thân phải được sản xuất theo yêu cầu cá nhân. Tại đây, chúng tôi cho thấy rằng việc điện chuyển RNA mRNA của nuclease hiệu ứng-like activator (TALEN) cho phép chỉnh sửa gen đa dạng một cách hiệu quả trong tế bào T người nguyên phát. Chúng tôi sử dụng phương pháp chỉnh sửa do TALEN điều khiển để phát triển quy trình sản xuất quy mô lớn tế bào T thiếu hụt biểu hiện cả thụ thể tế bào T αβ (TCR) và CD52, là một protein nhằm vào alemtuzumab, một tác nhân hóa trị liệu. Về mặt chức năng, tế bào T được sản xuất bằng quy trình này không gây ra phản ứng graft-versus-host (GVHD) và được làm cho kháng lại sự hủy diệt bởi alemtuzumab. Những đặc điểm này cho phép việc truyền alemtuzumab cùng lúc hoặc trước khi các tế bào T được thiết kế, hỗ trợ sự kết hợp của chúng. Hơn nữa, việc trang bị cho các tế bào được thiết kế bằng TALEN một CAR CD19 đã dẫn đến sự tiêu diệt hiệu quả mục tiêu khối u CD19+ ngay cả khi có mặt của tác nhân hóa trị liệu. Những kết quả này chứng minh tính khả thi của chỉnh sửa gen do TALEN điều khiển cho một quy trình có thể mở rộng, cho phép sản xuất các liệu pháp miễn dịch tế bào CAR từ bên thứ ba nhằm vào các mục tiêu tùy ý. Do đó, liệu pháp miễn dịch tế bào CAR có thể được sử dụng theo kiểu “sẵn có” giống như các chế phẩm sinh học khác.

Các chất ức chế phân tử nhỏ của indoleamine 2,3-dioxygenase-1 (IDO1) đang nổi lên như những tác nhân thử nghiệm hàng đầu trong lĩnh vực oncological. Tại đây, những người tiên phong của loại thuốc mới này cung cấp một bài tổng quan từ bench đến bedside về việc xác thực tiền lâm sàng của IDO1 như một mục tiêu điều trị ung thư và về việc phát hiện và phát triển một tập hợp các hợp chất khác biệt về cơ chế, bao gồm indoximod, epacadostat và navoximod, là những chất đầu tiên được đánh giá như là những chất ức chế IDO trong các thử nghiệm lâm sàng. Là các chất bổ trợ miễn dịch - chuyển hóa nhằm mở rộng cửa sổ điều trị, các chất ức chế IDO có thể khai thác không chỉ các phương thức immuno-oncology mà còn cả hóa trị và xạ trị như các tiêu chuẩn chăm sóc trong bệnh viện ung thư. Cancer Res; 77(24); 6795–811. ©2017 AACR.