Введение

Белки млекопитающих, обнаруженные в гепатоците человека рецептор фактора роста (рецептор HGF) является белком, который у людей кодируется геном MET. Белок обладает активностью тирозинкиназы. Первичный одноцепочечный предшественник белка после трансляционного расщепления образует альфа- и бета-субъединения, которые дисульфидные, связанные с формированием зрелого рецептора. Рецептор HGF является однопроходным тирозинкиназным рецептором, необходимым для эмбрионального развития, органогенеза и заживления ран. Фактор роста гепатоцитов/фактор рассеивания (HGF/SF) и его сплайсирующая изоформа (NK1, NK2) являются единственными известными лигандами рецептора HGF. МЭТ обычно экспрессируется клетками эпителиального происхождения, в то время как экспрессия HGF/SF ограничена клетками мезенхимального происхождения. Когда HGF/SF связывается с родственным рецептором MET, он индуцирует его димеризацию через механизм, который еще не полностью изучен, что приводит к его активации. Аномальная активация МЭТ при раке коррелирует с плохим прогнозом, когда аберрантная активная МЭТ вызывает рост опухоли, образование новых кровеносных сосудов (ангиогенез), которые снабжают опухоль питательными веществами, и распространение рака на другие органы (метастазы). МЭТ дерегулируется во многих типах злокачественных опухолей человека, включая рак почек, печени, желудка, молочной железы и мозга. Обычно только стволовые клетки и прогениторные клетки экспрессируют MET, что позволяет этим клеткам расти инвазивно, чтобы генерировать новые ткани в эмбрионе или регенерировать поврежденные ткани у взрослого человека. Однако считается, что раковые стволовые клетки захватывают способность нормальных стволовых клеток экспрессировать МЭТ, и таким образом становятся причиной персистентности рака и распространения на другие участки организма. Как переэкпрессия Met/ HGFR, так и его автокриновая активация путем коэкпрессии лиганда фактора роста гепатоцитов были связаны с онкогенезом. Различные мутации в гене MET связаны с папиллярной карциномой почек.

Ген

Протоонкоген MET (GeneID: 4233) имеет общую длину 125 982 бп и расположен в 7q31 локусе хромосомы 7. MET транскрибируется в 6, 641 bp зрелой мРНК, которая затем переводится в 1390 аминокислотный белок MET.

Белок

MET - это рецептор тирозинкиназы (RTK), который вырабатывается в виде предшественника с одной цепью. Прекурсор протеолитически расщепляется в фуриновом участке, чтобы получить высокогликозилированную внеклеточную α-субъединение и трансмембранную β-субъединение, которые связаны между собой дисульфидным мостом.

Сигнальный путь МЭТ

Активация MET его лигандом HGF индуцирует каталитическую активность MET-киназы, которая вызывает трансфосфорилирование тирозинов Tyr 1234 и Tyr 1235. Эти два тирозина задействуют различные преобразователи сигналов, таким образом, инициируя целый спектр биологической деятельности, вызванной MET, известной как инвазивная программа роста. Передатчики взаимодействуют с внутриклеточным мультисубстратным сайтом стыковки MET либо непосредственно, например, GRB2, SHC, SRC, а регуляторная подединица p85 фосфатидиллинозитолкиназы 3 (PI3K), Tyr 1349 и Tyr 1356 мультисубстратного сайта стыковки оба участвуют в взаимодействии с GAB1, SRC и SHC, в то время как только Tyr 1356 участвует в наборе GRB2, фосфолипазы C γ (PLC γ), p85 и SHP2. GAB1 является ключевым координатором клеточных реакций на MET и связывает внутриклеточную область MET с высокой авидностью, но низкой аффинностью. При взаимодействии с MET GAB1 становится фосфорилированным на нескольких тирозиновых остатках, которые, в свою очередь, привлекают ряд сигнальных эффекторов, включая PI3K, SHP2 и PLC γ. Фосфорилирование GAB1 MET приводит к устойчивому сигналу, который опосредует большинство сигнальных путей вниз по потоку.

Роль в развитии

MET является посредником в сложной программе, известной как инвазивный рост. Во время эмбрионального развития трансформация плоского, двухслойного зародышевого диска в трехмерное тело зависит от перехода некоторых клеток от эпителиального фенотипа к спиндообразным клеткам с подвижным поведением, мезенхимальным фенотипом. Этот процесс называется эпителиальным мезенхимальным переходом (EMT). В более позднем развитии эмбриона МЭТ имеет решающее значение для гаструляции, ангиогенеза, миграции миобластов, ремоделирования костей и прорастания нервов, среди прочих. МЭТ имеет важное значение для эмбриогенеза, поскольку мыши МЭТ −/− умирают в утробе из-за серьезных дефектов в развитии плаценты. Вместе с Ectodysplasin A, было показано, что он участвует в дифференциации анатомических плакодов, предшественников чешуй, перьев и волосяных фолликулов у позвоночных. Кроме того, МЭТ требуется для таких критических процессов, как регенерация печени и заживление ран во взрослом возрасте. В исследованиях на птицах HGF был обнаружен в миокардальном слое предсердо- желудочно- вентрикулярного канала, на стадии развития, в которой происходит эпителиальное превращение в мезенхимальное (EMT) эндокардальной подушки. Однако MET не является необходимым для развития сердца, поскольку у мышей с α MHCMet KO наблюдается нормальное развитие сердца.

Распределение тканей

МЭТ обычно экспрессируется эпителиальными клетками. Экспрессия HGF ограничена клетками мезенхимального происхождения. Промотор MET имеет четыре предполагаемых места связывания для Ets, семейства факторов транскрипции, которые контролируют несколько инвазивных генов роста. Транскрипция MET активируется индукционным фактором гипоксии 1 (HIF1), который активируется низкой концентрацией внутриклеточного кислорода. HIF1 может связываться с одним из нескольких элементов реакции гипоксии (HREs) в промоторе MET. Координированная нисходящая регуляция как MET, так и его нисходящего эффектора внеклеточного сигнального регулируемого киназа 2 (ERK2) посредством miR 199a* может быть эффективной в ингибировании не только пролиферации клеток, но и подвижности и инвазивных способностей опухолевых клеток. Амплификация МЭТ стала потенциальным биомаркером ясного клеточного опухолевого подтипа. Усиление рецептора поверхности клетки MET часто вызывает резистентность к анти- EGFR терапии при колоректальном раке.

Роль в аутизме

В базе данных SFARIgene MET указана с баллом аутизма 2,0, что указывает на то, что она является сильным кандидатом на роль в случаях аутизма. В базе данных также указано по крайней мере одно исследование, в котором была обнаружена роль МТЭ в случаях шизофрении. Этот ген впервые был связан с аутизмом в исследовании, в котором был выявлен полиморфизм в промоторе гена MET. Полиморфизм снижает транскрипцию на 50%. Кроме того, вариант как полиморфизм риска аутизма был воспроизведен и показал, что он обогащен у детей с аутизмом и желудочно-кишечными расстройствами. Была обнаружена редкая мутация, которая появляется у двух членов семьи, один с аутизмом, а другой с социальным и коммуникативным расстройством. Роль рецептора в развитии мозга отличается от его роли в других процессах развития. Активация МЭТ-рецептора регулирует образование синапсов и может влиять на развитие и функцию цепей, участвующих в социальном и эмоциональном поведении.

Роль в функции сердца

У взрослых мышей МЭТ необходим для защиты кардиомиоцитов путем предотвращения связанного с возрастом окислительного стресса, апоптоза, фиброза и сердечной дисфункции. В поврежденном сердце ось HGF/ MET играет важную роль в кардиозащите, способствуя про- выживаемости (антиапоптотическому и антиавтофагическому) эффектам в кардиомиоцитах, ангиогенезу, ингибированию фиброза, противовоспалительным и иммуномодулирующим сигналам и регенерации посредством активации сердечных стволовых клеток.

PTEN

PTEN (фосфатаза и тензин гомолог) является опухолевым супрессором ген кодирования белка PTEN, который обладает липидным и белковым фосфатазозависимой, а также фосфатазонезависимой деятельности. PTEN-белок-фосфатаза способна вмешиваться в сигнализацию MET, дефосфорилируя либо PIP3, генерируемый PI3K, либо p52-изоформу SHC. Дефосфорилирование SHC ингибирует привлечение адаптера GRB2 к активированной МЭТ.

ВХЛ

Существует доказательство корреляции между инактивацией гена супрессора опухолей VHL и повышенной сигнализацией MET при карциноме почечных клеток (РКК), а также при злокачественных трансформациях сердца.

Лечение рака, направленное на HGF/MET

Поскольку опухолевое вторжение и метастазы являются основной причиной смерти у больных раком, вмешательство в передачу МЭТ-сигналов, кажется, является перспективным терапевтическим подходом. Полный список экспериментальных терапевтических средств, предназначенных для лечения онкологических заболеваний, в настоящее время находящихся в клинических испытаниях на людях, можно найти здесь.

Ингибиторы MET-киназы

Ингибиторы киназы - это молекулы с низкой молекулярной массой, которые предотвращают связывание АТФ с МЕТ, тем самым ингибируя трансфосфорилирование рецепторов и привлечение эффекторов вниз по течению. Ограничения ингибиторов киназы включают в себя тот факт, что они только ингибируют зависимую от киназы активацию MET, и что ни один из них не является полностью специфичным для MET. K252a (Fermentek Biotechnology) является аналогом стауроспорина, выделенным из Nocardiopsis sp. Он является мощным ингибитором всех рецепторных тирозинкиназ (РТК). При наномолярных концентрациях K252a ингибирует как дикий тип, так и мутантную (M1268T) функцию MET. SU11274 (SUGEN) специфически ингибирует активность MET- киназы и ее последующую сигнализацию. SU11274 также является эффективным ингибитором M1268T и H1112Y MET- мутантов, но не L1213V и Y1248H- мутантов. Было показано, что SU11274 ингибирует HGF- индуцированную подвижность и инвазию эпителиальных клеток и раковых клеток. PHA 665752 (Pfizer) специфически ингибирует активность MET- киназы, и было показано, что он подавляет как HGF- зависимую, так и конститутивную фосфорилирование MET. Кроме того, некоторые опухоли, содержащие амплификации MET, очень чувствительны к лечению PHA 665752. Тивантиниб (ArQule) является перспективным селективным ингибитором MET, который вошел в фазу 2 клинических испытаний в 2008 году. (Не прошел 3-ю фазу в 2017 году) Фортиниб (XL880, Exelixis) нацелен на множественные рецепторные тирозинкиназы (RTK) с стимулирующими рост и ангиогенными свойствами. Основными мишенями препарата являются MET, VEGFR2 и KDR. Фортиниб завершил клинические испытания фазы 2 с показаниями для папиллярной карциномы почечных клеток, рака желудка и рака головы и шеи SGX523 (SGX Pharmaceuticals) специфически ингибирует MET при низких наномолярных концентрациях. MP470 (SuperGen) является новым ингибитором c KIT, MET, PDGFR, Flt3 и AXL. В 2007 году было объявлено о проведении клинического исследования фазы I на MP470. Вебрелтиниб, одобренный в Китае для лечения немелкоклеточного рака легких.

Ингибиторы HGF

Поскольку HGF является единственным известным лигандом MET, блокирование образования комплекса HGF:MET блокирует биологическую активность MET. Для этого до сих пор использовались укороченные HGF, нейтрализующие антитела против HGF и несъедобная форма HGF. Основным ограничением ингибиторов HGF является то, что они блокируют только зависимую от HGF активацию MET. NK4 конкурирует с HGF, так как связывается с MET без индукции активации рецептора, таким образом, ведя себя как полный антагонист. NK4 - это молекула, содержащая N-концевую шнурку и четыре крондлевых домена HGF. Кроме того, NK4 по структуре похож на ангиостатины, поэтому он обладает антиангиогенной активностью. Нейтрализующие анти- HGF антитела первоначально тестировались в комбинации, и было показано, что для предотвращения активации MET тирозинкиназы необходимы по меньшей мере три антитела, действующих на различные эпитопы HGF. Совсем недавно было продемонстрировано, что полностью человеческие моноклональные антитела могут индивидуально связываться и нейтрализовать человеческий HGF, что приводит к регрессии опухолей в моделях мышей. В настоящее время доступны два антитела против HGF: гуманизированный AV299 (AVEO) и полностью человеческий AMG102 (Amgen). Несъедобный HGF - это искусственная форма про-HGF, содержащая одну аминокислотную замену, которая предотвращает созревание молекулы. Несъедобный HGF способен блокировать вызванные MET биологические реакции, связывая MET с высокой аффинностью и вытесняя зрелый HGF. Кроме того, несъедобный HGF конкурирует с про-HGF дикого типа за каталитический домен протеаз, которые расщепляют прекурсоры HGF. Локальная и системная экспрессия несъедобного HGF ингибирует рост опухоли и, что более важно, предотвращает метастазирование.

Приманка МЭТ

Приманка МЭТ относится к растворимым укороченным рецепторам МЭТ. Приманки способны ингибировать активацию MET, опосредованную как зависимыми от HGF, так и независимыми механизмами, поскольку приманки предотвращают как связывание лигандов, так и гомодимеризацию рецептора MET. CGEN241 (Compugen) является приманкой для MET, которая является высокоэффективной в ингибировании роста опухоли и предотвращении метастазирования в моделях животных.

Иммунотерапия, направленная на МТТ

Препараты, используемые для иммунотерапии, могут действовать либо пассивно, усиливая иммунологический ответ на MET, экспрессирующий опухолевые клетки, либо активно, стимулируя иммунные клетки и изменяя дифференцировку / рост опухолевых клеток.

Пассивная иммунотерапия

Применение моноклональных антител (mAbs) является формой пассивной иммунотерапии. MAbs способствуют разрушению опухолевых клеток посредством зависимой от комплемента цитотоксичности (CDC) и клеточной медиации цитотоксичности (ADCC). В CDC mAbs связываются со специфическим антигеном, что приводит к активации каскада комплемента, что, в свою очередь, приводит к образованию поров в опухолевых клетках. В ADCC домен Fab mAb связывается с опухолевым антигеном, а домен Fc связывается с рецепторами Fc, присутствующими на клетках-эффекторах (фагоцитах и NK-клетках), таким образом, образуя мост между эффектором и клетками-мишенями. Это вызывает активацию эффекторных клеток, что приводит к фагоцитозу опухолевой клетки нейтрофилами и макрофагами. Кроме того, NK-клетки выделяют цитотоксические молекулы, которые лизируют опухолевые клетки. OA 5D5 является одним из вооруженных моноклональных анти- MET- антитела, который, как было показано, ингибирует рост ортотопных опухолей поджелудочной железы и глиобластомы и улучшает выживаемость в моделях ксенотрансплантации опухоли. OA 5D5 вырабатывается в виде рекомбинантного белка в Escherichia coli. Он состоит из мышиных переменных доменов для тяжелых и легких цепей с постоянными доменами человеческого IgG1. Антитело блокирует связывание HGF с MET конкурентоспособным образом.