Cataldo, Maria Letizia (2021) L’inibizione di PI3K nel trattamento del tumore della mammella HER2-positivo e mutazione del gene PIK3CA. [Tesi di dottorato]

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Background: Il recettore di tipo 2 per il fattore di crescita epidermico umano (HER2) è amplificato o sovraespresso in circa il 20% dei tumori al seno. Le terapie mirate contro l'HER2, tra cui gli anticorpi monoclonali, gli inibitori tirosino-chinasici ed i coniugati farmaco-anticorpo anti-HER2, hanno migliorato significativamente la prognosi delle pazienti con carcinoma mammario HER2+. Tuttavia, la resistenza de novo e acquisita al trattamento anti-HER2 rimane un problema. Le mutazioni attivanti PIK3CA, il gene che codifica per la subunità catalitica p110α della fosfatidil-inositolo-3-chinasi (PI3K), sono riscontrate in circa il 30% dei tumori al seno HER2+. Evidenze precliniche e cliniche hanno mostrato che le mutazioni di PIK3CA sono associate a resistenza alle terapie anti-HER2 e prognosi infausta. In questo studio, abbiamo valutato l'efficacia antitumorale in vitro ed in vivo dell'inibitore alfa-specifico della PI3K alpelisib, da solo o in combinazione con la terapia anti-HER2, utilizzando un pannello di linee cellulari di cancro al seno HER2+. Abbiamo inoltre generato modelli di resistenza acquisita ad alpelisib per poter studiare i meccanismi molecolari alla base della resistenza all'inibizione di PI3K alfa-specifica. Materiali e metodi: Sono state utilizzate linee cellulari di carcinoma mammario HER2+ PIK3CA mutate (HCC1954, KPL4, JMT1) e PIK3CA wild-type (BT474 e SKBR3). Le cellule HCC1954 e KPL4 sono state esposte cronicamente a concentrazioni crescenti di alpelisib o alpelisib + trastuzumab per generare modelli di resistenza acquisita ad alpelisib (AR) e ad alpelisib + trastuzumab (ATR). È stato eseguito il sequenziamento degli esoni di 409 geni correlati al cancro nelle linee cellulari HCC1954, KPL4 e nei loro derivati AR e ATR. I profili trascrittomici di HCC1954, KPL4 e dei loro derivati AR e ATR sono stati determinati mediante RNA-seq. La crescita cellulare è stata valutata mediante MTT e saggio clonogenico. I cambiamenti nei livelli proteici delle componenti chiave della via di segnale della PI3K sono stati valutati mediante Western blot. Sono stati analizzati i dati di espressione genica, cellulari e clinici presenti nei database “Cancer Dependency Map (DepMap)” e “KMPlot”. Risultati: Le linee cellulari di carcinoma mammario HER2+ con mutazioni attivanti PIK3CA sono risultate meno sensibili al singolo o doppio blocco anti-HER2 rispetto alle cellule PIK3CA wild-type. Il trattamento con alpelisib ha determinato un'inibizione dose-dipendente della crescita delle cellule con o senza mutazioni PIK3CA e ha potenziato l'efficacia antitumorale delle terapie anti-HER2 in vitro. Inoltre, alpelisib ha fortemente ritardato la crescita tumorale di xenotrapianti di cellule HCC1954 in vivo. Successivamente abbiamo analizzato i profili molecolari dei nostri modelli cellulari sensibili e resistenti ad alpelisib. L'annotazione funzionale dei geni differenzialmente espressi tra modelli sensibili e resistenti ha evidenziato l'attivazione comune di processi biologici associati alla ossido-riduzione, alla proliferazione cellulare, alla risposta immunitaria e alla sintesi dell'RNA nei modelli resistenti. Sono stati inoltre identificati otto geni up-regolati (log2 fold-change >1, FDR<0,05) in tutti i modelli AR e ATR. Conclusioni: I nostri risultati supportano l'uso di un inibitore PI3K alfa-selettivo per superare i limiti terapeutici associati al singolo o doppio blocco HER2 nel carcinoma mammario HER2+/PIK3CA-mutato. Ulteriori studi saranno necessari per confermare il potenziale ruolo di geni/pathway coinvolti nella resistenza ad alpelisib.

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