Uzależnienie od onkogenów to zjawisko polegające na tym, że przeżycie komórek nowotworowych zależy od aktywowanego onkogenu lub inaktywacji genu supresorowego nowotworu i jest uważane za za "piętę achillesową" skutecznych terapii ukierunkowanych molekularnie w raku. Jednak rola uzależnienia od onkogenów w glejakach nie została wyjaśniona systematycznie. W niniejszym przeglądzie podsumowujemy obecne eksperymentalne i i kliniczne dowody na koncepcję uzależnienia od onkogenów i opisujemy mechanizmy wyjaśniające uzależnienie od onkogenów w glejakach. Oraz kliniczne implikacje dla uzależnienia od onkogenów w terapii ukierunkowanej molekularnie. podkreślone. Ponadto omawiamy przyszłe kierunki definiowania złożonej "sieci uzależnienia od onkogenów" poprzez zintegrowaną analizę wielu platform w przepływie informacji genetycznej w glejomagenezie. --- Skuteczność kliniczna inhibitorów kinazy tyrozynowej potwierdza zależność różnych podgrup nowotworów od określonych mutacji motorycznych w celu przeżycia, zjawisko zjawisko zwane "uzależnieniem od onkogenów". Wykazaliśmy, że PUMA i BIM są kluczowymi efektorami apoptotycznymi inhibitorów kinazy tyrozynowej w rakach piersi z amplifikacją genu kodującego ludzki receptor naskórkowego czynnika wzrostu 2 (HER2) i rakach płuc z mutacjami receptora naskórkowego czynnika wzrostu (EGFR). Białka BIM i PUMA zawierające domenę BH3 mogą bezpośrednio aktywować proapoptotyczne białka proapoptotyczne białka BAX i BAK do permeabilizacji mitochondriów, prowadząc do aktywacji kaspaz i apoptozy. aktywacji kaspaz i apoptozy. Określiliśmy szlaki transdukcji sygnału prowadzące do indukcji BIM i PUMA przez inhibitory kinazy tyrozynowej. Zahamowanie aktywowanej mitogenem lub regulowanej sygnałem zewnątrzkomórkowym kinazy białkowej kinazy (MEK) - kinazy regulowanej sygnałem zewnątrzkomórkowym (ERK) spowodowało zwiększoną obfitość BIM, podczas gdy antagonizowanie 3-kinazy fosfoinozytydowej (PI3K) -AKT wywołało translokację jądrową czynników transkrypcyjnych FOXO które bezpośrednio aktywowały promotor PUMA. W mysim modelu guza piersi obfitość PUMA i BIM wzrosła po inaktywacji HER2. Co więcej, niedobór Bim lub Puma upośledzał aktywację kaspaz i zmniejszał regresja guza spowodowana inaktywacją HER2. Podobnie, niedobór Puma utrudniał regresję mysich guzów płuc napędzanych przez EGFR (L858R) po inaktywacji mutanta aktywującego EGFR. Ogólnie rzecz biorąc, nasze badanie zidentyfikowało PUMA i BIM jako sentinels, które łączą sieci sygnalizacyjne kinaz i zależny od mitochondriów program apoptotyczny, który oferuje wgląd terapeutyczny dla projektowania nowych strategii przeciwnowotworowych opartych na mechanizmach śmierci komórkowej. --- Chociaż ludzkie nowotwory mają złożone genotypy i są niestabilne genomowo, to często pozostają zależne od ciągłej obecności mutacji pojedynczego czynnika sprawczego - zjawiska nazwanego "uzależnieniem od onkogenów". zjawisko nazwane "uzależnieniem od onkogenów". Takie zależności zostały wykazane w modelach mysich, gdzie systemy warunkowej ekspresji ujawniły, że onkogeny zdolne do zapoczątkowania raka są często wymagane do utrzymania i progresji guza. progresji, potwierdzając tym samym, że kontrolowane przez nie szlaki są celami terapeutycznymi. Tutaj wdrażamy integracyjne podejście, które łączy genetycznie zdefiniowane modele myszy, profilowanie transkrypcyjne i nową indukowalną platformę RNAi do scharakteryzować programy komórkowe, które leżą u podstaw uzależnienia od fuzji MLL-AF9-a zaangażowanej w agresywne formy ostrej białaczki szpikowej (AML). My pokazujemy, że MLL-AF9 przyczynia się do utrzymania białaczki poprzez egzekwowanie skoordynowany z Myb program nieprawidłowej samoodnowy obejmujący geny związane z potencjałem komórek macierzystych białaczki i złym rokowaniem w ludzkiej AML. Odpowiednio, częściowa i przejściowa supresja Myb precyzyjnie fenokopiuje wycofanie MLL-AF9 i eliminuje agresywną AML in vivo bez zapobiegania normalnej mielopoezie, wskazując, że strategie hamowania zależnych od Myb programów samoodnowy są obiecujące jako skuteczne i specyficzne dla raka środki terapeutyczne. Razem, nasze wyniki identyfikują Myb jako krytycznego mediatora uzależnienia od onkogenów w AML, określić odpowiednie geny docelowe Myb, które są podatne na hamowanie farmakologiczne inhibicja i ustanowienie ogólnego podejścia do analizy uzależnienia od onkogenów in vivo. --- TŁO: Dany nowotwór jest zwykle zależny od onkogenu, który jest aktywowany w danej jednostce nowotworowej. w danej jednostce nowotworowej. Zjawisko to, zwane uzależnieniem od onkogenów stanowi uzasadnienie dla prób celowania w produkty onkogenów w sposób terapeutyczny. terapeutyczny, czy to za pomocą małych cząsteczek, małych interferujących RNA (siRNA) czy przez komórki T specyficzne dla antygenu. Ponieważ produkt protoonkogenu jest wymagany również do normalnych komórek, rodzi to pytanie, czy istnieje okno terapeutyczne między niekorzystnymi skutkami terapeutyczne między niekorzystnymi skutkami specyficznych inhibitorów lub limfocytów T na normalną tkankę, co może ograniczać ich zastosowanie, a ich korzystnym działanie terapeutyczne specyficzne dla nowotworu. Aby odpowiedzieć na to kluczowe pytanie, należy należy opracować odpowiednie szczepy myszy, które umożliwią ekspresję ludzkiego protoonkogenu nie tylko protoonkogenu nie tylko w komórkach nowotworowych, ale także w komórkach prawidłowych. Celem niniejszej pracy jest zapewnienie takiego szczepu myszy dla ludzkiego protoonkogenu c-MYC. GŁÓWNE WYNIKI: Wygenerowaliśmy embrionalne komórki macierzyste pochodzące od C57BL/6, które są transgeniczne dla humanizowanego genu c-Myc i stworzyliśmy szczep myszy (hc-Myc) który wyraża ludzki c-MYC zamiast mysiego ortologa. Te transgeniczne zwierzęta posiadają humanizowany gen c-Myc zintegrowany z endogennym mysim locus c-Myc. Pomimo braku endogennego mysiego genu c-Myc, myszy homozygotyczne myszy wykazują normalny fenotyp, co wskazuje, że ludzki c-MYC może zastąpić swój mysi ortologa. WNIOSKI: Nowo utworzony szczep myszy hc-Myc zapewnia modelowy system do szczegółowego badania niekorzystnych skutków terapii ukierunkowanych na ludzkie białko c-MYC białko. Aby naśladować sytuację kliniczną, myszy hc-Myc mogą być krzyżowane z myszami które rozwijają guzy z powodu nadekspresji ludzkiego c-MYC. Dzięki tym podwójnym transgenicznych możliwe będzie jednoczesne badanie skuteczności terapeutycznej i niepożądanych skutków ubocznych skuteczność terapeutyczną i niepożądane skutki uboczne terapii specyficznych dla MYC u tej samej myszy. --- Wzrost i przeżycie komórek nowotworowych mogą być często zaburzone przez inaktywację pojedynczego onkogenu - zjawisko to nazwano "uzależnieniem od onkogenu". onkogenu - zjawisko to zostało nazwane "uzależnieniem od onkogenów". To właśnie w takich scenariuszach Właśnie w takich scenariuszach terapie ukierunkowane molekularnie mogą odnieść sukces. onkogenów, receptor naskórkowego czynnika wzrostu (EGFR) stał się celem różnych terapii przeciwnowotworowych. różnych terapii przeciwnowotworowych. Jak dotąd jednak, korzyści kliniczne z Jak dotąd jednak korzyści kliniczne z terapii ukierunkowanych na EGFR były raczej ograniczone. danych klinicznych uzyskanych za pomocą leków anty-EGFR, przeprowadzony z perspektywy z perspektywy koncepcji uzależnienia od onkogenów, może pomóc zrozumieć przyczyny niezadowalających wyników. niezadowalających wyników. W tym artykule zamierzamy wykonać takie ćwiczenie biorąc za podstawę analizy kilka studiów przypadków leków anty-EGFR, które są obecnie w klinice. obecnie w klinice. Tam zjawisko "uzależnienia od EGFR" staje się widoczne u pacjentów z wysoką odpowiedzią. Dalej omawiamy, w jaki sposób koncepcja uzależnienia od onkogenu onkogenu należy interpretować w świetle pojawiających się eksperymentalnych eksperymentalnych i pomysłów; w szczególności, że uzależnienie od EGFR może odzwierciedlać połączenie kilku szlaków komórkowych. W tym względzie przedstawiliśmy kilka hipotez; mianowicie, że wymóg wyższego wychwytu glukozy przez niedotlenione komórki nowotworowe komórek nowotworowych może wzmacniać uzależnienie od EGFR; oraz że przewlekłe stosowanie przeciwciał ukierunkowanych na EGFR przeciwciał w guzach uzależnionych od EGFR indukowałoby stabilną chorobę poprzez odwrócenie złośliwy fenotyp nowotworowych komórek macierzystych, a także poprzez podtrzymywanie odpowiedzi przeciwnowotworowej komórek T komórek T. Na koniec omawiamy możliwe przyczyny niepowodzenia niektórych terapii kombinatorycznych obejmujących środki anty-EGFR, argumentując, że niektóre z tych mogą wywoływać negatywny lub pozytywny efekt trans-modulacji na inne onkogeny. inne onkogeny. Staje się oczywiste, że potrzebujemy operacyjnych definicji uzależnienia od EGFR w celu określenia, które populacje pacjentów mogą odnieść korzyści z leczenia lekami anty-EGFR. z leczenia lekami anty-EGFR, a także w celu poprawy projektowania tych terapii. --- "Uzależnienie od onkogenów" opisuje osobliwą nabytą zależność komórek nowotworowych od aktywowanego onkogenu dla ich przetrwania i/lub proliferacji, zjawisko, które ma istotne implikacje dla powodzenia ukierunkowanych terapii przeciwnowotworowych. Jednak mechanizmy wyjaśniające uzależnienie od onkogenów pozostają nieuchwytne. Proponujemy że "uzależnienie" może być iluzją generowaną w wyniku zróżnicowanych osłabienia sygnałów pro-przetrwania i proapoptotycznych emanujących z onkoproteiny onkoproteiny po jej inaktywacji. Zgodnie z tym modelem, który nazywamy "szokiem onkogennym", sygnały pro-przeżyciowe szybko rozpraszają się po inaktywacji onkoproteiny. inaktywacji onkoproteiny, podczas gdy sygnały proapoptotyczne utrzymują się wystarczająco długo, aby doprowadzić komórkę do apoptotycznej śmierci. Mechanizm ten może przyczyniać się do szybkich i dramatycznych odpowiedzi klinicznych obserwowanych u niektórych pacjentów z rakiem leczonych selektywnymi inhibitorami kinazy tyrozynowej i może przynieść dodatkowe cele dla leków które określają równowagę sygnałów wyjściowych z aktywowanych onkoprotein. --- Nowotwory mogą wykazywać znaczną regresję guza po zahamowaniu onkogenu poprzez zjawisko zwane "uzależnieniem od onkogenu". zjawisko zwane "uzależnieniem od onkogenów". Zdolność do przewidywania, kiedy guz będzie będzie wykazywał uzależnienie od onkogenów byłaby przydatna w opracowywaniu ukierunkowanych terapii. terapii. Uzależnienie od onkogenów jest prawdopodobnie konsekwencją wielu programów komórkowych. programów komórkowych. Jednak doszliśmy do wniosku, że wiele z tych danych wejściowych może zbiegać się na zagregowane sygnały przeżycia i śmierci. Aby to sprawdzić, zbadaliśmy warunkowe transgeniczne modele nowotworów płuc i chłoniaków wywołanych przez K-ras (G12D) lub MYC w połączeniu z obrazowaniem ilościowym i analizą in situ biomarkerów proliferacji i sygnalizacji apoptotycznej. Następnie wykorzystaliśmy modelowanie obliczeniowe oparte na na równaniach różniczkowych zwyczajnych (ODE), aby wykazać, że uzależnienie od onkogenów można może być modelowane jako zróżnicowane zmiany wewnątrzkomórkowych sygnałów przeżycia i śmierci. Nasz model matematyczny można uogólnić na różne metody obrazowania (tomografia komputerowa i obrazowanie bioluminescencyjne), różnych onkogenów (K-ras(G12D) i MYC) oraz kilku typów nowotworów (płuc i chłoniaka). Nasz model ODE mógł przewidzieć zróżnicowaną dynamikę kilku przypuszczalnych czynników sygnalizujących pro i czynników sygnalizujących śmierć [fosforylowana regulowana sygnałem zewnątrzkomórkowym kinazy 1 i 2, Akt1, Stat3/5 (transduktor sygnału i aktywator transkrypcji 3/5) i p38], które przyczyniają się do agregacji sygnałów przeżycia i śmierci po inaktywacji onkogenu inaktywacji onkogenów. Ponadto, mogliśmy przewidzieć wpływ specyficznych zmian genetycznych (p53-/-, Stat3-d358L i myr-Akt1) na regresję guza po inaktywacji onkogenów. Następnie, korzystając z uczenia maszynowego opartego na wektorze nośnym zastosowaliśmy ilościowe metody obrazowania u ludzkich pacjentów, aby przewidzieć zarówno ich genotypu EGFR, jak i przeżycia wolnego od progresji po leczeniu z terapią celowaną erlotynibem. W związku z tym konsekwencje inaktywacji onkogenu inaktywacji onkogenu można dokładnie modelować na podstawie stosunkowo niewielkiej liczby parametrów, które mogą przewidywać, kiedy terapie celowane wywołają uzależnienie od onkogenu uzależnienie po inaktywacji onkogenu, a tym samym regresję guza. --- Pomimo złożonych nieprawidłowości genomowych i epigenetycznych, wiele nowotworów jest nieodwracalnie nieodwołalnie zależne od inicjującej zmiany onkogennej, której przywrócenie do normalnej normalnej aktywacji fizjologicznej może wywołać dramatyczne i nagłe odwrócenie ich właściwości nowotworowych. To zjawisko odwrócenia procesu nowotworzenia zostało opisane jako uzależnienie od onkogenów. Uważano, że uzależnienie od onkogenów w dużej mierze poprzez mechanizmy autonomiczne dla komórek nowotworowych, takie jak proliferacyjne zatrzymanie proliferacji, apoptoza, różnicowanie i starzenie się komórek. Jednak układ odpornościowy jednak układ odpornościowy odgrywa integralną rolę w niemal każdym aspekcie nowotworzenia, w tym w tym w inicjacji, zapobieganiu i progresji nowotworu, a także w odpowiedzi na terapeutyki. terapeutyki. Poniżej przedstawiamy najnowsze dowody sugerujące, że uzależnienie od onkogenów może być integralnie zależne od mechanizmów immunologicznych gospodarza, w tym specyficznych efektorów immunologicznych i cytokin, które regulują starzenie się komórek nowotworowych starzenie się komórek nowotworowych i angiogenezę związaną z nowotworem. W związku z tym układ odpornościowy gospodarza jest niezbędny do uzależnienia od onkogenów. --- Tłumienie onkogennych poziomów MYC jest wystarczające do wywołania trwałej regresji guza związanej z zatrzymaniem proliferacji, różnicowaniem, starzeniem się komórek starzeniem się komórek i/lub apoptozą, zjawisko znane jako uzależnienie od onkogenów. Jednakże, po długotrwałej inaktywacji MYC w warunkowym transgenicznym modelu mysim Eμ-tTA/tetO-MYC T-komórkowej ostrej białaczki limfoblastycznej, niektóre guzy nawracają, co często obserwuje się w ludzkich guzach w odpowiedzi na terapie celowane. terapie celowane. Tutaj donosimy, że te nawracające chłoniaki wyrażają albo transgeniczny lub endogenny Myc, aczkolwiek w wielu przypadkach na poziomach niższych niż w pierwotnym guzie. w pierwotnym guzie, co sugeruje, że guzy nadal są uzależnione od MYC. Wiele z nawracających chłoniaków (76%) było nosicielami mutacji w transaktywatorze tetracykliny tetracykliny, powodując ekspresję transgenu MYC nawet w obecności doksycykliny. obecności doksycykliny. Niektóre z pozostałych nawracających guzów wykazywały wysoki poziom Myc, co było związane z rearanżacją genomową endogennego locus Myc. endogennego locus Myc lub aktywacją Notch1. Poprzez profilowanie ekspresji genów, potwierdziliśmy, że guzy pierwotne i nawracające mają bardzo podobne transkryptomy. transkryptomy. Co ważne, supresja wysokiego poziomu MYC w nawracających guzach za pośrednictwem shRNA MYC w nawracających guzach wywołała zarówno supresję proliferacji, jak i zwiększoną apoptozy, potwierdzając, że guzy te pozostają uzależnione od onkogenów. Wyniki te sugerują, że guzy indukowane przez MYC pozostają uzależnione od nadekspresji tego onkogenu. onkogenu. --- Ważnym założeniem naszego obecnego rozumienia mechanizmów kancerogenezy było przekonanie, że wyjaśnienie procesu nowotworowego nieuchronnie ujawni niektóre z kluczowych mechanizmów normalnej regulacji ludzkich genów. regulacji genów. Od czasu doniosłej pracy Bishopa i Varmusa, zarówno molekularne, jak i biochemiczne procesy i biochemiczne procesy leżące u podstaw zdarzeń w rozwoju raka stały się coraz bardziej jasne. Identyfikacja szlaków sygnalizacji komórkowej sygnalizacji komórkowej i roli kinaz białkowych w zdarzeniach prowadzących do aktywacji genów aktywacji genów były kluczowe dla naszego zrozumienia nie tylko normalnych komórkowych mechanizmów kontroli genów, ale także mechanizmów kontroli genów, ale także wyjaśniły niektóre z ważnych molekularnych i biochemicznych zachodzących w komórce nowotworowej. Obecnie wiemy, że onkogeny są dysfunkcyjnymi protoonkogenami i że dysfunkcyjne geny supresorowe nowotworów geny supresorowe przyczyniają się do procesu nowotworowego. Co więcej, Weinstein i i inni postawili hipotezę o zjawisku uzależnienia od onkogenów jako odrębnej charakterystykę złośliwej komórki. Można założyć, że komórki nowotworowe, rzeczywiście stają się zależne od takich istotnych onkogenów. Produkty tych istotnych onkogenów, takich jak c-myc, mogą być piętą achillesową, dzięki której ukierunkowana terapia molekularna może doprowadzić do terapia molekularna może prowadzić do prawdziwie spersonalizowanej terapii przeciwnowotworowej. Pozostałym problemem jest potrzeba wprowadzenia odpowiednich molekularnych testów diagnostycznych, takich jak analiza mikromacierzy genomowych i metody proteomiczne, w szczególności tablice identyfikacji kinaz białkowych dla każdego indywidualnego pacjenta. Badania asocjacyjne całego genomu z analizą genów pojedynczych nukleotydów i innych mutacji w funkcjonalnych protoonkogenach. w funkcjonalnych protoonkogenach pozwolą, miejmy nadzieję, zidentyfikować dysfunkcyjne protoonkogenów i pozwolą na opracowanie bardziej ukierunkowanych leków skierowanych przeciwko produktom białkowym tych istotnych onkogenów. W 1984 roku Willis zaproponował molekularny i biochemiczny model regulacji genów eukariotycznych sugerujący, w jaki sposób protoonkogeny mogą funkcjonować w normalnej komórce. Model ten przewidywał istnienie istotnych onkogenów i może być obecnie wykorzystywany do stawiania hipotez dotyczących biochemicznych i molekularnych mechanizmów, które napędzają procesy prowadzące do zakłócenia mechanizmów regulacji genów, co skutkuje transformacją normalnych komórek w raka.
Które zjawisko opisywane jest jako uzależnienie od onkogenów?
 Uzależnienie od onkogenów opisuje osobliwą, nabytą zależność komórek nowotworowych od aktywowanego onkogenu w celu ich przeżycia i/lub proliferacji, zjawisko, które ma istotne implikacje dla powodzenia ukierunkowanych terapii przeciwnowotworowych. Jednak mechanizmy wyjaśniające uzależnienie od onkogenów pozostają nieuchwytne. Proponujemy, że uzależnienie może być iluzją generowaną w wyniku zróżnicowanych wskaźników tłumienia sygnałów pro-przeżyciowych i proapoptotycznych emanujących z onkoproteiny w następstwie jej inaktywacji. Zgodnie z tym modelem, który nazywamy szokiem onkogennym, sygnały pro-przeżyciowe szybko zanikają po inaktywacji onkoproteiny, podczas gdy sygnały proapoptotyczne utrzymują się wystarczająco długo, aby doprowadzić komórkę do śmierci apoptotycznej.  