Abstract

Διάφοροι τύποι όγκων είναι ευαίσθητοι σε απενεργοποίηση μόνο ένα ή πολύ λίγα γονίδια που είναι συνεχώς ενεργός στα καρκινικά κύτταρα, ένα φαινόμενο που ονομάζεται «ογκογονίδιο εθισμός». Φάρμακα που στοχεύουν τα προϊόντα αυτών των ογκογονιδίων μπορεί να δώσει μια προσωρινή ανακούφιση, ακόμα και πλήρη ύφεση. Δυστυχώς, πολλοί ασθενείς λαμβάνουν θεραπείες ογκογονίδιο στοχευμένες υποτροπιάζουν σε θεραπεία. Αυτό συμβαίνει συχνά οφείλεται σε σωματικές μεταλλάξεις στο ογκογονίδιο ( «μεταλλάξεις αντίστασης»). «Η ένωση μεταλλάξεις», η οποία στο πλαίσιο της αντίστασης στα φάρμακα του καρκίνου ορίζονται ως δύο ή περισσότερες μεταλλάξεις του στόχου φαρμάκου στο ίδιο κλώνο μπορεί να οδηγήσει σε αυξημένη αντίσταση κατά των πιο εκλεκτικών αναστολέων. Εδώ, φαίνεται ότι η συντριπτική πλειοψηφία των μεταλλάξεων αντοχής που συμβαίνουν σε ασθενείς με καρκίνο που έλαβαν θεραπεία με αναστολείς της τυροσίνης κινάσης απευθύνεται σε τρεις διαφορετικές πρωτεΐνες ακολουθούν μια εξελικτική οδό. Χρησιμοποιώντας εργαλείων βιοπληροφορικής ανάλυση, βρέθηκε ότι οι μεταλλάξεις φαρμακευτικής αντίστασης στους τομείς κινάσης τυροσίνης του Abl1, ALK και εξώνια 20 και 21 του EGFR ευνοούν μετασχηματισμών σε κατάλοιπα που μπορούν να προσδιοριστούν σε παρόμοιες θέσεις σε εξελικτικά σχετικών πρωτεϊνών. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η εξελικτική πίεση διαμορφώνει το τοπίο μεταλλάξεων στην περίπτωση της φαρμακευτικής αντίστασης σωματικές μεταλλάξεις. Οι περιορισμοί στην μεταλλάξεως τοπίο υποδηλώνουν ότι μπορεί να είναι δυνατόν να αντιμετωπιστεί μεταλλάξεις μοναδικού σημείου φαρμακευτικής αντίστασης. Η παρατήρηση σχετικά πολλές μεταλλάξεις αντίστασης σε Abl1, αλλά όχι στα άλλα γονίδια, εξηγείται από το γεγονός ότι οι μεταλλάξεις σε Abl1 τείνουν να είναι βιοχημικά συντηρητική, ενώ μεταλλάξεις σε EGFR και ALK τείνουν να είναι ρίζα. Ανάλυση της ένωσης μεταλλάξεων Abl1 υποδεικνύει ότι αυτές οι μεταλλάξεις είναι πιο διαδεδομένη από ό, τι μέχρι σήμερα αναφερθεί και μπορεί να είναι πιο δύσκολο να αντιμετωπιστεί. Αυτό ενισχύει την άποψη ότι αυτές οι μεταλλάξεις μπορεί να παρέχει μια οδό διαφυγής για στοχευμένη αντίσταση φάρμακο για τον καρκίνο

Παράθεση:. Friedman Ε (2013) Drug Resistance εσφαλμένου νοήματος μεταλλάξεις στον Καρκίνο υπόκεινται σε Εξελικτική περιορισμούς. PLoS ONE 8 (12): e82059. doi: 10.1371 /journal.pone.0082059

Συντάκτης: Raffaele Α Calogero, Πανεπιστήμιο του Τορίνο, Ιταλία

Ελήφθη: 6, Σεπτεμβρίου 2013? Αποδεκτές: 29 Οκτωβρίου του 2013? Δημοσιεύθηκε: 20 του Δεκεμβρίου 2013

Copyright: © 2013 Ran Friedman. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Χρηματοδότηση:. Αυτή η μελέτη έχει υποστηριχθεί από το Πανεπιστημιακό Κέντρο Linnaeus Βιολογικών Υλικών Χημείας. Οι χρηματοδότες δεν είχε κανένα ρόλο στο σχεδιασμό της μελέτης, τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων, η απόφαση για τη δημοσίευση, ή την προετοιμασία του χειρογράφου

Αντικρουόμενα συμφέροντα:.. Ο συγγραφέας έχει δηλώσει ότι δεν υπάρχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα

Εισαγωγή

Ο αναστολέας της κινάσης (ΚΙ) imatinib έχει συνταγογραφηθεί από το 2001 με χρόνια μυελογενή λευχαιμία (ΧΜΛ) ασθενείς [1]. Με στόχο την περιοχή της κινάσης της τυροσίνης της ανώμαλης χιμαιρική πρωτεΐνη BCR /Abl1, imatinib ήταν η πρώτη επιτυχής φάρμακο στοχευμένες καρκίνου. Μετά την αξιοσημείωτη επιτυχία και σχετική ασφάλεια του, οι επιπλέον KIS χορηγούνται τώρα για θεραπεία διαφόρων καρκίνων, και πολλά άλλα είναι υπό ανάπτυξη [2]. Η ιδιαιτερότητα του ΚΙΣ διαφέρει, και ορισμένα φάρμακα που χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία πολλών τύπων καρκίνου. Imatinib, για παράδειγμα, είναι νηολογημένα στη Σουηδία, όχι μόνο για τη θεραπεία της ΧΜΛ, αλλά και θετική στο χρωμόσωμα Φιλαδέλφειας οξεία λεμφοβλαστική λευχαιμία (Ph

+ – ALL), διάφορα σύνδρομα του αίματος, γαστρεντερικών στρωματικών όγκων (GIST) και protuberans δερματοϊνοσάρκωμα (DFSP) . Η πρόοδος της τεχνικές προσδιορισμού αλληλουχίας του γονιδιώματος επιτρέπει ταυτοποίηση ασθενών που είναι πιθανότερο να ωφεληθούν από στοχευμένη θεραπεία με βάση την γενετικό προφίλ των όγκων. Επιπλέον, νέοι στόχοι φάρμακο που είναι διακριτές από κινάσες γίνονται περιζήτητα. Παραδείγματα περιλαμβάνουν αναστολείς φαρνεσυλοτρανσφεράσης και ανταγωνιστές πρωτεΐνης θερμικού σοκ.

Δυστυχώς, πολλοί ασθενείς τελικά να γίνει ευαίσθητα στην θεραπεία λόγω σωματικών μεταλλάξεων στην περιοχή κινάσης των στόχων φαρμάκων, τα οποία εμποδίζουν τα φάρμακα από την αναστολή των ενζύμων [3], [4]. Η εμφάνιση αυτών των «δευτερογενών μεταλλάξεων» περιορίζει την αποτελεσματικότητα των αντικαρκινικών φαρμάκων μακροπρόθεσμα [5]. Η ανακάλυψη ότι οι μεταλλάξεις αντίστασης οδηγήσει σε αποτυχία της θεραπείας οδήγησε την ανάπτυξη του δεύτερου (dasatinib, nilotinib) και το τρίτο αναστολείς Abl1 (bosutinib, ponatinib) γενιάς. Η κλινικά πιο διαβόητη Abl1 μετάλλαξη είναι T315I, το οποίο είναι ανθεκτικό σε όλα τα KIS εκτός ponatinib (εγκρίθηκε πρόσφατα στις ΗΠΑ και την ΕΕ) και rebastinib (σήμερα μελετηθεί σε κλινικές δοκιμές). Μελέτες με κύτταρα Ba /F3, ένα βολικό σύστημα μοντέλο για την ανάπτυξη ΚΙ, υποδεικνύουν ότι η αντίσταση προς ponatinib και rebastinib μπορεί να αναπτυχθεί μέσω της «ένωσης μεταλλάξεων», δηλαδή, δύο ανθεκτικές μεταλλάξεις που συμβαίνουν στο ίδιο κλώνο των καρκινικών κυττάρων [6], [7 ].

δεν είναι δυνατόν να παρακολουθεί την εξέλιξη των μεταλλάξεων αντοχής των ναρκωτικών στην ενιαία κλώνους. Αυτό θα απαιτούσε την ικανότητα να ακολουθεί την εμφάνιση μεταλλάξεων δυναμικά, τα οποία δεν μπορούν να επιτευχθούν επειδή τα δείγματα πρέπει να αλληλουχείται, και επειδή πολλές από τις μεταλλάξεις αναπόφευκτα θα χαθεί και όχι σταθερά στην κυτταρική γραμμή. Για το λόγο αυτό, έχουν μαθηματικά μοντέλα αντοχής φαρμάκου στον καρκίνο έχουν αναπτυχθεί και εφαρμοστεί για τη μελέτη της αντοχής στα φάρμακα υπό διαφορετικά σενάρια. π.χ., τροποποιώντας τη δοσολογία ή χρήση πολλαπλών αναστολέων [8] – [12]. Τέτοια μοντέλα επιτρέπουν την εξέταση διαφόρων υποθέσεων

in silico

, συχνά σε σχέση με τα κλινικά ευρήματα, πριν προχωρήσει στο κελί ή κλινικές μελέτες.

Λογιστική για τις εξελικτικές δυνάμεις που οδηγούν σε ανθεκτικότητα στα φάρμακα είναι σημαντική για την ανάπτυξη νέων θεραπευτικών αγωγών που θα είναι λιγότερο πιθανό να αποδώσει αντίσταση. Αν η εξελικτική τοπίο είναι περιορισμένη, τα μικρά μοριακά φάρμακα που στοχεύουν τις γνωστές μεταλλάξεις είναι πιθανό να πετύχει. Από την άλλη πλευρά, αν ο στόχος του φαρμάκου μπορεί να εγκρίνει πρόσθετες μεταλλάξεις χωρίς σημαντική επιλεκτική πίεση, κάθε στοχευμένη θεραπεία θα αποτύχει τελικά. Το τρέχον παράδειγμα σε μελέτες του ανθεκτικού μεταλλάξεων είναι ότι αυτές οι μεταλλάξεις συμβαίνουν πριν από τη θεραπεία. ποσοστά μετάλλαξη στα γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες είναι της τάξης του 10

-9 αντικαταστάσεις ανά έτος και ανά περιοχή. Ακόμη και αν οι ρυθμοί μετάλλαξης σε καρκινικά κύτταρα είναι μεγαλύτερες κατά 3-4 τάξεις μεγέθους, είναι απίθανο ότι οι μεταλλάξεις αναπτύσσονται κατά τη διάρκεια μιας περιόδου θεραπείας αρκετών ετών, ενώ υποτροπή συμβαίνει συχνά μέσα σε λίγους μήνες. Έτσι, οι μεταλλάξεις αντίστασης πρέπει να είναι ανεκτή πριν από τη θεραπεία. Για το σκοπό αυτό, τα δύο σενάρια είναι δυνατά. Πρώτον, μπορεί κανείς να υποθέσει ότι όλα περιοχή της κινάσης σωματικές μεταλλάξεις είναι επιλεκτικά ουδέτερο ή ελαφρώς δηλητηριώδεις και ως εκ τούτου έχουν μια μη αμελητέα πιθανότητα να στερεωθεί στον πληθυσμό [13]. Αυτή η υπόθεση μπορεί να δικαιολογηθεί με το επιχείρημα ότι η στοχευμένη ογκογονίδιο είχε ήδη υποβληθεί σε «κέρδος της λειτουργίας« μετάλλαξη που οδηγούν σε πρωταρχικό ρόλο της στον όγκο, και τώρα είναι σχετικά αναίσθητη σε περαιτέρω μεταλλάξεις. Αν αυτό αληθεύει, τότε ο μόνος περιορισμός σχετικά με την εμφάνιση των μεταλλάξεων αντοχής είναι το ποσοστό υποκατάστασης. Αντίθετα, μπορεί να υποτεθεί ότι η δραστική ογκογονίδιο έχει μια βιολογική λειτουργία που μπορεί να αντισταθμιστεί από τις μεταλλάξεις, και εξελικτικής τοπίο της περιορίζεται όχι μόνο από το ρυθμό μετάλλαξης, αλλά και με επιλογή καθαρισμό. Σε αυτήν την περίπτωση, η εκτίμηση της έκτασης της επιλογής μπορεί να οδηγήσει στην ανάπτυξη θεραπειών που θα είναι

a priori

λιγότερο ευαίσθητα στην ανθεκτικότητα στα φάρμακα.

Εδώ, μπορώ να χρησιμοποιήσω βιοπληροφορική ανάλυση προκειμένου να εκτιμηθεί ποια από Αυτά τα σενάρια είναι πιο πιθανό, δηλαδή, είτε μεταλλάξεις αντίσταση στο πεδίο κινάσης είναι πιθανό να γίνει ανεκτή. Για το σκοπό αυτό, θα αναλύσει την επικράτηση αυτών των μεταλλάξεων σε αλληλουχίες που είναι ομόλογες με τρία τυροσίνης κινάσες που είναι σημαντικές φαρμακευτικών στόχων και όπου η αντοχή φαρμάκου λόγω εσφαλμένου νοήματος μεταλλάξεις παρουσιάζει μία οξεία κλινικό πρόβλημα: υποδοχέα επιδερμικού αυξητικού παράγοντα (EGFR), αναπλαστικού λεμφώματος κινάση (ALK) και η περιοχή της κινάσης του Abelson λευχαιμίας ιικού ογκογονιδίου ομόλογο ποντικού 1 (Abl1).

υποδοχέα αυξητικού παράγοντα επιδερμικής

EGFR είναι ένας υποδοχέας κυτταρικής επιφάνειας τυροσίνης κινάσης (RTK) του οικογένειας ErbB. Αυξημένα έκφραση του EGFR παρατηρείται σε καρκίνους των διαφόρων οργάνων. Αναστολείς μικρά μόρια του EGFR, όπως gefitinib και erlotinib εγκρίθηκαν για τη θεραπεία του καρκίνου του πνεύμονα μη-μικρού κυττάρου (NSCLC). Αυτά τα μόρια είναι ανταγωνιστικοί αναστολείς της δέσμευσης ΑΤΡ στην ενεργό θέση του υποδοχέα. Η παρουσία πολλών σωματικών μεταλλάξεων σε EGFR, που φαίνεται να προσδίδουν αυξημένη δραστικότητα κινάσης (μεταλλάξεις ενεργοποίησης, επίσης γνωστή ως οδηγός ή ευαίσθητες μεταλλάξεις), έχει συσχετιστεί με ευαισθησία σε αναστολείς EGFR [14] – [16]. Ωστόσο, ορισμένοι από τους ασθενείς που λαμβάνουν τυροσίνης αναστολείς κινάσης (ΤΚΙ) δεν ανταποκρίνονται στη θεραπεία, και μόνο το 5% απολαμβάνουν πλήρη ύφεση [17]. Σε πολλές περιπτώσεις, η αποτυχία της θεραπείας οφείλεται σε μεταλλάξεις αντίστασης ΤΚΙ, που περιλαμβάνουν εισαγωγές και έξι διαφορετικές μεταλλάξεις εσφαλμένου νοήματος στην τυροσίνη-κινάσης [17], [18]. Τ790Μ είναι η πιο κοινή από αυτές τις μεταλλάξεις και παρέχει ανεξαρτησία συνδετήρα.

κινάσης αναπλαστικού λεμφώματος

ALK είναι μια RTK που έχει συνδεθεί με νευροβλάστωμα και καρκίνο του πνεύμονα, μέσω διαφορετικών μηχανισμών. Στον καρκίνο του πνεύμονα, η σύντηξη του ALK και εχινοδερμάτων σχετίζεται με τους μικροσωληνίσκους πρωτεΐνη που μοιάζει 4 (EML4) οδηγεί σε συστατική ενεργοποίηση της κινάσης [19]. Σε νευροβλάστωμα, από την άλλη πλευρά, η αυξημένη δραστηριότητα ALK σχετίζεται με ενίσχυση γονιδίου ALK, σωματικών και βλαστικής σειράς μεταλλάξεων [20] – [22]. αναστολείς ALK αναπτύσσονται πλέον ως φάρμακα? ο crizotinib ΤΚΙ είναι σε χρήση σε ασθενείς με καρκίνο του πνεύμονα που φέρει την πρωτεΐνη σύντηξης EML4-ALK. Δυστυχώς, δευτεροβάθμια μεταλλάξεις μπορεί να οδηγήσει σε crizotinib αντίσταση [23].

Abl1

Abl1 είναι ένα πρωτο-ογκογονίδιο που κωδικοποιεί μια κινάση της τυροσίνης. Η πρωτεΐνη σύντηξης BCR-Abl οδηγεί σε χρόνια μυελοειδή λευχαιμία (CML), η οποία μπορεί να αντιμετωπιστεί με ΤΚΙ. Οι 20 μεταλλάξεις εσφαλμένου νοήματος σε Abl έχει αποδειχθεί ότι προσδίδουν φαρμακευτικής αντίστασης (ή μειωμένη ευαισθησία) σε τουλάχιστον μία από τις τρεις imatinib εμπορικών φαρμάκων, dasatinib και nilotinib [24]. Μια άλλη μετα-ανάλυση (δηλαδή, ανάλυση των ευρημάτων από πολλαπλά πειράματα που αναφέρονται στη βιβλιογραφία) προσδιορίζονται 34 τέτοιες μεταλλάξεις βασίζονται σε

in vitro

μελέτες [25]. Προφανώς, Bcr-Abl εμφανίζει ένα φαινότυπο μεταλλάκτη, δηλαδή, οδηγεί σε απόκτηση μεταλλάξεων [26]. ΤΚΙ θεραπεία προφανώς οδηγεί σε μείωση της συχνότητας μετάλλαξης [25], που δείχνει ότι οι μεταλλάξεις συμβαίνουν κυρίως πριν από τη θεραπεία, ενώ μεταλλαγμένους κλώνους αποκτήσει δεσπόζουσα θέση ως αποτέλεσμα της θεραπείας ΤΚΙ.

Τα αποτελέσματα αποκαλύπτουν ότι οι μεταλλάξεις φαρμακευτικής αντίστασης σε οι περιοχές κινάσης τυροσίνης του Abl1, ALK και εξώνια 20 και 21 του EGFR ευνοούν μετασχηματισμών σε υπολείμματα που μπορούν να βρεθούν σε παρόμοιες θέσεις σε εξελικτικά σχετικών πρωτεϊνών. Έτσι, αποδεικνύεται ότι η εξελικτική πίεση διαμορφώνει το τοπίο μεταλλάξεων στην περίπτωση της φαρμακευτικής αντίστασης σωματικές μεταλλάξεις. Ανάλυση της ένωσης μεταλλάξεων αποκαλύπτει ένα μεγαλύτερο ποσοστό αυτών των μεταλλάξεων που δεν έχουν μέχρι τώρα παρατηρηθεί σε σχετικές ακολουθίες.

Αποτελέσματα

επιδερμικός αυξητικός παράγοντας υποδοχέα

Αντοχή στην erlotinib και gefitinib έχει έχουν συνδεθεί με έξι μεταλλάξεις αντοχής [17], [18]. Ανάλυση των αλληλουχιών όπου ο τομέας κινάσης είναι ομόλογος με εκείνη του EGFR αποκαλύπτει ότι σε 4 από τα 6 μεταλλάξεις εσφαλμένου νοήματος αντίσταση, η ίδια μεταβολή αμινοξέος παρατηρείται σε άλλες αλληλουχίες σχετικών πρωτεϊνών (Πίνακας 1 και Πίνακας S1). Αυτές οι τέσσερις μεταλλάξεις αντίστασης είναι S768I, V769L, και Τ790Μ (στο εξόνιο 20), και T854A (για exon21), ενώ οι δύο μεταλλάξεις αντίστασης που δεν μπορεί να παρατηρηθεί ως SNVs στο MSA (L747S και D761Y) βρίσκονται στο εξόνιο 19. Αυτό μπορεί να εξηγηθεί από το εξόνιο 19 είναι ένα μεταλλάξεων hot-spot, όπου συμβαίνουν μεταλλάξεις σε όσο το 45% των ασθενών με NSCLC [18]? μπορεί να είναι ότι ο ρυθμός μετάλλαξης στο εξόνιο 19 είναι αρκετά υψηλή ώστε οι μεταλλάξεις εμφανίζονται κατά τη διάρκεια της θεραπείας.

Η

Από την άλλη πλευρά, μόνο 5 από τα 12 μεταλλάξεις ενεργοποίησης που παρατηρείται στην πολλαπλή ευθυγράμμιση αλληλουχίας (MSA ) του EGFR και ομόλογων πρωτεϊνών. Η διαπίστωση αυτή μπορεί να εξηγηθεί θεωρώντας ότι οι μεταλλάξεις ενεργοποίησης μπορεί να περιγραφεί ως «κέρδος της λειτουργίας« μεταλλάξεις. Αυτές οι μεταλλάξεις κάνουν την κινάση ουσιαστικά δραστική, η οποία δεν είναι επιθυμητή από το πλαίσιό του όγκου. Ως εκ τούτου, πολλοί από αυτούς δεν μπορεί να παρατηρηθεί ως παραλλαγές σε σχετικές ακολουθίες.

Όλα τα μελετήθηκαν νοηματικές μεταλλάξεις οφείλονται σε μοναδικού νουκλεοτιδίου διακύμανση (SNV), και είναι πιθανό ότι ένα ορισμένο SNV παρατηρείται στο MSA επειδή όλα τα πιθανά SNVs καλύπτονται. Σε αυτήν την περίπτωση, η πιθανότητα να εντοπίσει αυτή η μετάλλαξη στην MSA είναι 1. Πράγματι, όλα τα μη-συνώνυμη SNVs του Ser768 έχουν παρατηρηθεί στην MSA. Αντίστροφα, από τις πιθανές αντικαταστάσεις έξι αμινοξέων οφείλονται σε μη συνώνυμες SNVs στη θέση 790, μόνο δύο παρατηρούνται στο MSA: T790A, η οποία παρατηρείται μόνο σε ένα και μόνο ακολουθία? και Τ790Μ, η οποία παρατηρείται σε 87 αλληλουχίες (31%). Τ790Μ είναι η πιο διαδεδομένη αντίσταση EGFR μετάλλαξη [18]. Thr790 ονομάζεται το υπόλειμμα φύλακα του EGFR, επειδή βρίσκεται στην είσοδο σε ένα υδρόφοβο θύλακα όπου ΚΙ δεσμεύουν, άρα είναι σημαντικό για ΚΙ εκλεκτικότητα. Η αντίσταση ΚΙ εξαιτίας της μετάλλαξης Τ790Μ είχε επομένως προταθεί ότι οφείλεται σε στερικούς συγκρούσεις με το δεσμευμένο Kis. Εντούτοις, αργότερα ανακαλύφθηκε ότι οι μεταλλάκτες Τ790Μ είναι ικανά να συνδέονται KIS, αλλά παραμένουν ενεργές λόγω της αυξημένης συνάφειας προς ΑΤΡ [27]. Ο επιπολασμός της Met στην ίδια θέση όπως υπόλειμμα 790 στα ομόλογα MSA του EGFR είναι σύμφωνη με το εύρημα αυτό. Όπως Thr790, Thr854 υπόλειμμα μπορεί να μεταλλαχθεί σε έξι άλλων καταλοίπων με SNVs, αλλά μόνο τρία τέτοια μεταβολές που παρατηρήθηκαν: T854A (146 αλληλουχίες, 52%), T854I (μία αλληλουχία) και T854S (51 αλληλουχίες, 18%). Σε αυτήν την περίπτωση, η μετάλλαξη μπορεί πράγματι εμποδίζει την πρόσδεση του φαρμάκου [28]. Σε αντίθεση με τη ριζική T854A μετάλλαξη, T854S είναι μια συντηρητική μετάλλαξη, και κατά πάσα πιθανότητα δεν θα οδηγήσει σε ανθεκτικότητα στα φάρμακα. T854I είναι παρούσα μόνο σε μία ακολουθία. Οι άλλες πιθανές μεταλλάξεις T854K, T854P και T854R μπορεί να οδηγήσει σε ανθεκτικότητα στα φάρμακα, αλλά δεν βρίσκονται στο MSA καθόλου, γεγονός που υποδηλώνει ότι έχουν επιλεγεί κατά ακόμα κι αν προκύψουν.

Η περαιτέρω ανάλυση της πιθανότητας να παρατηρήσει μια δεδομένο κατάλοιπο στην περιοχή της κινάσης μπορεί να ληφθεί από τη βάση δεδομένων συντηρημένη περιοχή (CDD) [29], ncbi.nlm.nih.gov/cdd. Η βάση δεδομένων συντηρημένη περιοχή είναι ένας πόρος για το σχολιασμό των λειτουργικών μονάδων σε πρωτεΐνες. Μεταξύ άλλων στοιχείων, που απεικονίζει την πιθανότητα να βρείτε κάθε ένα από τα 20 κοινά νουκλεοτιδίων κωδικοποιημένα αμινοξέα σε οποιαδήποτε θέση της ευθυγράμμισης ως log2 ειδικό πίνακα βαθμολόγησης (PSSM) βαθμολογίας θέση που βασίζεται. Όσο μεγαλύτερη είναι η βαθμολογία PSSM, τόσο πιο συντηρημένη είναι η ρίζα σε καθορισμένη θέση. Κατά την εξέταση των θέσεων των μεταλλακτών αντοχής σε EGFR έχει βρεθεί ότι Leu747, Asp761 και Ser768 μεταλλάσσονται σε υπολείμματα που είναι λιγότερο πιθανό, σύμφωνα με την συντηρημένη περιοχή. Από την άλλη πλευρά, Val769, Thr790 και Thr854 μεταλλάσσονται σε υπολείμματα που είναι πιο συχνές στο CDD. Οι μεταλλάξεις εσφαλμένου νοήματος πιο κοινή ενεργοποίησης (οδηγός), G719A /C /S και L858R, δεν υπάρχουν στο MSA, και η προκύπτουσα παραλλαγή εκτιμάται ότι είναι πολύ λιγότερο συχνή από την wt στη διατηρημένη περιοχή ΤΚ (Πίνακας S1). Στην πραγματικότητα, μόνο σε δύο μεταλλάξεις ενεργοποίησης ο μεταλλάκτης είναι πιο κοινή στην συντηρημένη περιοχή από το βάρος, και στις δύο περιπτώσεις (L861Q και G863D) η θέση-ειδική βαθμολογία είναι 0, υποδεικνύοντας ότι το υπόλειμμα wt δεν διατηρείται. Αυτό είναι σύμφωνο με την άποψη ότι αυτές οι μεταλλάξεις οδηγούν σε κερδίσει-of-λειτουργίας.

κινάσης αναπλαστικού λεμφώματος

Σύμφωνα με την ανάλυσή μας, πέντε από τους έξι crizotinib ανθεκτικών μεταλλάξεων και όλα τα 11 νευροβλαστώματος που σχετίζεται με μεταλλάξεις εσφαλμένου νοήματος ALK οδηγήσει σε ένα κατάλοιπο που μπορεί να παρατηρηθεί σε σχετικές πρωτεΐνες στην ίδια θέση (σε αξιοσημείωτη διαφορά σε μεταλλάξεις οδηγού σε EGFR). Όλα τα νευροβλαστώματος-μεταλλάξεις που σχετίζονται συνεπάγονται μια αλλαγή από ένα υπόλειμμα το οποίο εντόνως διατηρημένες στο CDD σε ένα που είναι ασυνήθιστο (Πίνακας S2), η οποία είναι επίσης η περίπτωση για τρεις από τις έξι μεταλλάξεις αντοχής. Προφανώς, τόσο η αντίσταση και ενεργοποιώντας μεταλλάξεις στο ALK υπόκεινται σε εξελικτικές περιορισμούς που μειώνουν την μετάλλαξης του τοπίου.

Bcr-Abl

Ενιαία μεταλλάξεις.

έχω αναλύσει 43 Abl1 μεταλλάξεις μεταφέρονται από τους ασθενείς με ΧΜΛ, όπου η αντίσταση των ναρκωτικών ήταν εμφανής

in vitro

. Είναι αξιοσημείωτο ότι καμία από τις 43 SNVs είναι νέα, δηλαδή, παραλλαγές του ίδιου τύπου είναι εμφανής σε σχετικές πρωτεΐνες (Πίνακας 1 και Πίνακας S3), και σε όλες εκτός από δύο περιπτώσεις, τα αποτελέσματα της αλλαγής σε ένα υπόλειμμα που είναι λιγότερο συντηρημένη στην CDD ( σε L387F και L387M το μεταλλαγμένο έχει ένα παρόμοιο αποτέλεσμα στη συντήρηση), που μπορεί να δείχνουν επιλεκτική πίεση.

μεταλλάξεις Ένωση.

Πρόσφατα, Khorashad και τους συναδέλφους εντοπίζονται μια σειρά από διπλές μεταλλάξεις σε ασθενείς με ΧΜΛ κατεργάζεται με ΤΚΙ [30]. Περίπου το 70% αυτών των μεταλλάξεων ήταν ένωση μεταλλάξεις, όπου προκύπτουν οι δύο μεταλλάξεις στο ίδιο κλώνο των καρκινικών κυττάρων. Ορισμένες από αυτές τις μεταλλάξεις ένωσης συμβάλλουν πιθανώς στην αυξημένη φαρμακευτικής αντίστασης. Είναι ενδιαφέρον να εξετάσει τις μεταλλάξεις ένωση από εξελικτική άποψη. Από την εξέταση των 21 ανέφεραν ένωση μεταλλάξεων [30], αποκαλύπτει ότι πέντε είναι εντελώς νέα, δηλαδή, ένα παρόμοιο (διπλό) παραλλαγή δεν μπορεί να παρατηρηθεί σε οποιοδήποτε από τα 1.282 αλληλουχίες ομόλογες προς Abl1 (Σχήμα 1 και Πίνακας S4). Μερικά από τα άλλα 16 παραλλαγές είναι αρκετά συχνές. Για παράδειγμα, η αντίσταση σε πολλαπλά φάρμακα μεταλλαγμένο T315I παρατηρήθηκε στο ίδιο κλώνο με M244V, G250E, Ε255Κ, F311L, F359V, F359C, L387M ή H396R. 56% των αλληλουχιών που, σύμφωνα με την MSA, έχουν ισολευκίνη στη θέση που αντιστοιχεί στη ρίζα 315 του Abl1, έχουν επίσης λυσίνη στη θέση που αντιστοιχεί στη ρίζα 255 – δηλαδή, την ευθυγράμμιση με την ένωση μετάλλαξη T315I /Ε255Κ (Σχήμα 1, κάτω μέρος). Σημειώστε ότι η σειρά με την εμφάνιση των μεταλλάξεων μπορεί να είναι σημαντική, δεδομένου ότι μόνο το 8% των ακολουθιών που αντιστοιχούν στο Ε255Κ μεταφοράς ισολευκίνη στη θέση που αντιστοιχεί στο T315 σε Abl1 (σε σύγκριση με το 56%, εάν T315I θεωρείται το πρώτο). Είναι ενδιαφέρον ότι, κατά την εξέταση όλων των πιθανών συνδυασμών των 43 ανθεκτικών μεταλλάξεων (βλ S8 φύλλο δεδομένων) παρατηρούμε επτά παραλλαγές που τηρούνται πάντοτε μαζί στο φυσικό ακολουθίες: (K247N /F317L, E292V /F311I, E292V /F359I, Υ253Ρ /T315A, Υ253Ρ /F317I, T351A /V379I και Υ253Ρ /H375P). Αυτές οι μεταλλάξεις δεν έχουν αναφερθεί μέχρι τώρα, αλλά αυτό μπορεί να οφείλεται στην έλλειψη ευαισθησίας στην αλληλουχίας και του μικρού αριθμού των ασθενών που υποβλήθηκαν σε διαλογή. Καλύτερες μεθόδους αλληλούχισης [31] είναι πιθανό να αποκαλύψει επιπλέον ένωση μεταλλάξεις σε Abl1 και άλλους στόχους φάρμακο για τον καρκίνο.

(Top) μεταλλάξεις Ένωση είναι διπλές μεταλλάξεις που προκύπτουν κατά τον ίδιο κλώνο και ανιχνεύονται σε ασθενείς που έλαβαν θεραπεία. Χρησιμοποιώντας MSA της πρωτεΐνης Abl1, συγγενείς αλληλουχίες όπου ένα από τα ταυτοποιημένες μεταλλάξεις παρατηρείται ως εντοπίστηκαν μια παραλλαγή. Κάθε ακολουθία στη συνέχεια αναλύθηκε για να εξετάσει αν κάποια από τις άλλες παραλλαγές παρατηρείται σε συνδυασμό με την πρώτη παραλλαγή. Τα αποτελέσματα αυτής της ανάλυσης δίνεται εδώ ως ποσοστό. Για παράδειγμα, το 50% των αλληλουχιών όπου ένα υπόλειμμα του βρίσκεται σε μία θέση η οποία είναι η ίδια όπως Tyr253 του Abl1 (που αντιστοιχεί στη μετάλλαξη Y253H) στο υπόλειμμα που αντιστοιχεί στη θέση 250 είναι Glu (παρόμοιο με το μεταλλαγμένο G250E). Σημειώστε ότι η μήτρα δεν είναι συμμετρικό. Λαμβάνοντας το ίδιο παράδειγμα, μόνο το 0,8% των αλληλουχιών όπου Glu βρίσκεται στη θέση που αντιστοιχεί στο Gly250 σε Abl1 (G250E) κατέχουν επίσης His στη θέση που αντιστοιχεί στην Tyr253. Η διαφορά αυτή προκύπτει από τη σχετική σπανιότητα της μετάλλαξης Y250H (0,3%, Πίνακας S3) και την σχετική αφθονία της μετάλλαξης G250E (21%). Οι μεταλλάξεις ένωση προσδιορίζονται από Khorashad και τους συναδέλφους [30] παρουσιάζεται μέσα σε ένα τολμηρό πλαίσιο. Μόνο διπλά μεταλλάγματα, όπου και οι δύο μονές μεταλλάξεις είναι γνωστό ότι προσδίδουν ανθεκτικότητα στα φάρμακα που αναλύθηκαν, και μόνο τα υπολείμματα που εμπλέκονται στην ένωση μεταλλάξεις που αναφέρθηκαν από Khorashad

et al

εμφανίζονται εδώ.? για μια πλήρη λίστα, δείτε το δελτίο δεδομένων S8. 102 από 240 πιθανές μεταλλάξεις δεν παρατηρούνται στην MSA. Τα κύτταρα μήτρα χρωματισμένα σύμφωνα με την αφθονία του υπό όρους μεταβολής: λιγότερο από 10%, λευκό? 10-19%, κίτρινο? 19-50%, πορτοκαλί? περισσότερο από 50%, το κόκκινο. (Κάτω) ευθυγράμμιση ακολουθίας μεταξύ των ανθρώπινων Abl1 και την ανθρώπινη STK10. Μέρος της κατά ζεύγη ευθυγράμμισης μεταξύ της ανθρώπινης και της ανθρώπινης Abl1 STK10 με τη θέση των υπολειμμάτων Abl1 Glu255 και Thr315 (κόκκινο ορθογώνια). Η ευθυγράμμιση με την ανθρώπινη STK10 δίνεται ως παράδειγμα, για να διευκρινιστούν οι διαπιστώσεις που εμφανίζονται παραπάνω. Τα δύο υπολείμματα ευθυγραμμιστεί με λυσίνη και ισολευκίνη, αντιστοίχως, που αντιστοιχεί στην ένωση μετάλλαξη Ε255Κ /T315I. 56% των αλληλουχιών που, σύμφωνα με την MSA, έχουν ισολευκίνη στη θέση που αντιστοιχεί στη ρίζα 315 του Abl1, έχουν επίσης λυσίνη στη θέση που αντιστοιχεί στη ρίζα 255.

Η

Συζήτηση

οι περισσότερες από τις μεταλλάξεις αντίστασης δεν είναι νέα

Ανάλυση των SNVs οδηγούν σε ανθεκτικότητα στα φάρμακα σε EGFR, ALK και Abl1 αποκαλύπτει ότι στη συντριπτική πλειοψηφία αυτών των μη-συνώνυμη SNVs (52, 55, Πίνακας 1), ένα ορισμένο υπόλειμμα τροποποιείται σε ένα που μπορεί να παρατηρηθεί σε ομόλογες αλληλουχίες. Αυτό μπορεί να υποδεικνύει ότι οι μεταλλάξεις αντίσταση υπόκεινται σε επιλογή καθαρισμού σε κάποιο βαθμό. Διαφορετικά, θα περίμενε κανείς ότι τα νέα μεταλλάξεις θα είναι πιο διαδεδομένη.

Ενεργοποίηση μεταλλάξεις τείνουν να ευνοούν μια αλλαγή σε μια λιγότερο-συντηρημένο κατάλοιπο

Όταν πρόκειται για την ενεργοποίηση μεταλλάξεων, υπάρχει μια σημαντική διαφορά μεταξύ των πρωτεϊνών. Σε EGFR, οι περισσότερες από τις μεταλλάξεις είναι νέα, η οποία είναι σύμφωνη με τις οποίες είναι κέρδος-of-λειτουργία μεταλλάξεων. Σε ALK, οι μεταλλάξεις δεν είναι νέες. Σε αμφότερες τις περιπτώσεις, ωστόσο, η ανάλυση των συντηρημένων περιοχών αποκαλύπτει ότι η νέα παραλλαγή είναι σχεδόν πάντα λιγότερο συντηρημένη εντός του τομέα (Πίνακες S1 και S2). Αυτό είναι σύμφωνο με την υπόθεση ότι αυτές οι μεταλλάξεις περιλαμβάνουν αύξηση του κύκλου λειτουργίας.

Η μεταβλητότητα των μεταλλαγμένων υπολειμμάτων

Στις τρεις πρωτεΐνες που συμμετείχαν στην έρευνα εδώ, κάποιες θέσεις δεν έχουν εξελικτική περιορισμούς για SNVs, ενώ οι άλλες θέσεις είναι περιορισμένες. Για παράδειγμα, έξι μη συνώνυμες SNVs είναι δυνατές στο επίπεδο πρωτεΐνης για Ser768 του EGFR. Όλα αυτά παρατηρούνται σε αλληλουχίες ομόλογες με το EGFR στην θέση 768 (όπου μετάλλαξη από Ser σε Ile προσδίδει ανθεκτικότητα φαρμάκου). Από την άλλη πλευρά, η θρεονίνη στη θέση 790 της ίδιας αλληλουχίας μπορεί να μεταλλαχθεί μόνο σε μεθειονίνη ή αλανίνη, και η τελευταία παρατηρείται μόνο σε μία ακολουθία. Μπορεί να εξαχθεί το συμπέρασμα ότι στην πρώτη περίπτωση, η διαπίστωση ότι η μετάλλαξη αντίστασης είναι ήδη παρατηρείται στην εξέλιξη είναι απλώς μια σύμπτωση: μετά από όλα, είναι δυνατόν όλα τα SNVs? ενώ στη δεύτερη περίπτωση είναι σημαντική από εξελικτική άποψη. Μια εναλλακτική εξήγηση είναι ότι όλες οι παραλλαγές στη θέση 768 είναι δυνατές, επειδή δεν οδηγούν σε σημαντική μείωση της βιολογικής δραστικότητας της πρωτεΐνης. Αυτό το σκεπτικό είναι εύλογο με βάση την εξελικτική θεωρία [32], [33]. Για το σκοπό αυτό, η αναλογία των

θα πρέπει να θεωρούνται όλες οι

μη συνώνυμες SNVs που συμβαίνουν στις τρεις αλληλουχίες και μπορεί να συγκριθεί με το ποσοστό των μεταλλάξεων στις οποίες παρατηρούνται μη συνώνυμες SNVs στην MSA. Αν μη συνώνυμες SNVs που οδηγούν σε ανθεκτικές μεταλλάξεις υπόκεινται μόνο τον περιορισμό ότι οδηγούν σε αντίσταση στο φάρμακο και είναι διαφορετικά εξελικτικά ουδέτερες, θα περίμενε κανείς ότι οι αντίστοιχες SNVs πέφτουν έξω από το MSA, που περιγράφει την εξελικτική σχετικές πρωτεΐνες. Αν, από την άλλη πλευρά, αυτές SNVs υπόκεινται σε εξελικτικές περιορισμούς, η συντριπτική πλειοψηφία αυτών των SNVs πρέπει να αντιστοιχούν στα κατάλοιπα τα οποία μπορούν επίσης να προσδιοριστούν σε άλλες πρωτεΐνες. Όπως φαίνεται στον Πίνακα 2, με την απουσία οποιωνδήποτε εξελικτικής περιορισμών, 1508 μη συνώνυμες SNVs

θα μπορούσε να

παρατηρείται για την περιοχή της κινάσης του EGFR. Οι 1038 SNVs που

Οι

που παρατηρούνται είναι 31% λιγότερο από ό, τι εκείνες που είναι δυνατόν. Μόνο το 5% των μεταλλάξεων περιλαμβάνουν SNVs που δεν παρατηρούνται στον τομέα κινάσης – πολύ λιγότερο από 31%, όπως θα αναμενόταν για τυχαία SNVs. Αυτό αποτελεί ισχυρή ένδειξη ότι οι μεταλλάξεις αντοχής υπόκεινται σε εξελικτικές περιορισμούς. Η αξία προσδοκία να πάρει τον ίδιο αριθμό των παρατηρούμενων μεταλλάξεων αντοχής σε τυχαία (δηλαδή, ότι έχουν τηρηθεί 52 από τις μεταλλάξεις αντίστασης 55 στην MSA οφείλεται στην τύχη και μόνο, με την παραδοχή ότι όλοι οι μη-συνώνυμη SNVs είναι εξίσου πιθανό) είναι 5.6E-05 .

η

Διατήρηση των μεταλλαγμένων υπολειμμάτων στο επίπεδο πρωτεΐνης

Δεδομένου ότι μεταλλάξεις αντοχής, σε αντίθεση με μεταλλάξεις οδηγού, δεν θα πρέπει να παρεμβαίνουν στη βιολογική δράση της πρωτεΐνης, μπορεί κανείς να υποθέσει ότι η εξελικτική συντηρημένα κατάλοιπα θα έχουν μικρότερη τάση να επηρεαστούν (σημειώστε ότι η διατήρηση υπολειμμάτων στο επίπεδο της πρωτεΐνης είναι διαφορετική από ό, τι πιθανότητα του να παρατηρείται στην CDD και δεν είναι μόνο μια συνάρτηση του αριθμού των πιθανών εναλλαγές [32]). Ωστόσο, η ανάλυση εξελικτικής διατήρησης στο επίπεδο υπολειμμάτων πρωτεΐνη [34] – [36] αποκαλύπτει ότι οι μεταλλαγμένα υπολείμματα είναι σχετικά διατηρημένες (Σχήμα 2, πίνακες S5, S6, S7). Αυτό μπορεί να εξηγηθεί από το σκεπτικό ότι τα κατάλοιπα αυτά βρίσκονται είτε στο χώρο πρόσδεσης του υποστρώματος, επηρεάζουν τη δομή της ή να τροποποιήσει διαμορφωτική δυναμική της πρωτεΐνης? Αλλιώς, οι μεταλλάξεις δεν μπορεί να οδηγήσει σε αντίσταση στο φάρμακο. Οι μεγάλες διαφορές μεταξύ των μεμονωμένων υπολειμμάτων που παρατηρήθηκαν, ωστόσο. Ορισμένα υπολείμματα είναι εξαιρετικά διατηρημένες (π.χ., τα υπολείμματα φύλακα Thr854 στον EGFR, Leu1196 στο ALK και Thr315 σε Abl1), ενώ άλλες είναι κάπως μεταβλητή. Είναι ενδιαφέρον ότι η μέση βαθμολογία μεταβλητότητα είναι υψηλότερο για τα ενεργοποίηση μεταλλάξεων στο EGFR και ALK ό, τι για τις μεταλλάξεις αντίστασης, που δείχνει ότι μια μετάλλαξη ενός διατηρημένο υπόλειμμα είναι πιο πιθανό να δώσει ένα μεταλλαγμένο φαρμακευτικής αντίστασης. Αυτό το εύρημα είναι κάπως αντι-διαισθητική επειδή οι μεταλλάξεις οδηγού αναμένεται να αποδώσει τις λειτουργίες που είναι σημαντικά για την ανάπτυξη του όγκου ή πολλαπλασιασμό [37], και είναι ως εκ τούτου λογικό να αναμένεται ότι θα έχουν την τάση να συμβαίνουν σε συντηρημένες θέσεις και δεν θα είναι τόσο ευαίσθητος σε εξελικτική περιορισμών.

Οι δομές των EGFR [68] ALK [69], και Abl1 [70] εμφανίζεται σε μια παράσταση κορδέλα, έγχρωμο σύμφωνα με την εξελικτική διατήρηση στο επίπεδο κατάλοιπο. Χρωματισμός είναι στην κλίμακα ΒΑΚ, δηλαδή, είναι εξαιρετικά συντηρημένα κατάλοιπα φαίνεται στο σκούρο μπλε, μέτρια συντηρημένα σε γαλάζιο, ήπια συντηρημένα ή ελαφρώς μεταβλητή σε λευκό, μέτρια μεταβλητή σε ροζ και εξαιρετικά μεταβλητή στο κόκκινο. Τα υπολείμματα, όπου οι μεταλλάξεις οδηγούν σε ανθεκτικότητα στα φάρμακα που αντιπροσωπεύεται από σφαίρες και ανέφερε (μόνο για EGFR και ALK, σημειώστε ότι EGFR υπόλειμμα Leu747 δεν επιλύθηκε στη δομή ακτίνων Χ και να μην εμφανίζεται).

Η

Δεδομένου ότι, σε γενικές γραμμές, μεταλλάξεις αντοχής συμβαίνουν σε διατηρημένες θέσεις, πώς είναι η πρωτεΐνη μπορεί να διατηρήσει τη λειτουργία της; Μια πιθανή εξήγηση είναι ότι οι μεταλλάξεις αντοχής είναι συντηρητικές, δηλαδή, ότι συνεπάγονται τροποποιήσεις των υπολειμμάτων αμινοξέων που δεν αλλοιώνουν βιοχημικές ιδιότητες τους. Εμπειρικές ποσοτικοποίηση της βιοχημικής απόσταση μεταξύ των καταλοίπων προτάθηκε από Grantham [38], ο οποίος επινόησε μια μετρήσεις γνωστό ως «Grantham απόσταση». Η πιο ριζοσπαστική η υποκατάσταση, η υψηλότερη είναι η απόσταση Grantham. Έτσι, η απόσταση μεταξύ Grantham ισολευκίνη και λευκίνη είναι 5, ενώ κυστεΐνη και φαινυλαλανίνη είναι 205 μονάδες Grantham μακριά από το άλλο. Η μέση απόσταση Grantham είναι 100, που αντιστοιχεί στη βιοχημική διαφορά ανάμεσα φαινυλαλανίνη και ιστιδίνη, υποδεικνύοντας ότι οι περισσότερες από τις πιθανές εναλλαγές είναι ρίζα μάλλον παρά συντηρητική. Η εξέταση των αποστάσεων Grantham (Πίνακας S5, S6 Πίνακας και Πίνακας S7) αποκαλύπτει ότι παρατηρούνται τόσο ριζοσπαστική και συντηρητικές μεταλλάξεις. Η διάμεση απόσταση Grantham, ωστόσο, είναι υψηλότερη για μεταλλάξεις αντίσταση από την ενεργοποίηση μεταλλάξεων στο EGFR και ALK. Είναι ενδιαφέρον ότι, η διάμεση απόσταση Grantham για μεταλλάξεις αντίστασης σε Abl1 είναι αρκετά μικρό (51). Αυτό δείχνει ότι σχετικά μικρές αλλαγές στη θέση σύνδεσης ήδη οδηγήσει σε αντίσταση στο φάρμακο, και εξηγεί γιατί αντοχή φαρμάκου λόγω σημειακών μεταλλάξεων είναι τόσο κοινή σε CML.

μεταλλάξεις αντοχής υπόκεινται σε εξελικτικές περιορισμούς

βιοπληροφορική ανάλυση των μεταλλάξεων αντοχής σε EGFR, ALK και Abl1 αποκαλύπτει ότι αν και πολλές μη συνώνυμες SNVs είναι δυνατές, μερικές από τις μεταλλάξεις αντοχής φαρμάκου είναι νέα υπό την έννοια ότι παρόμοιες παραλλαγές δεν παρατηρήθηκαν στην εξέλιξη. Αυτό περιορίζει τον αριθμό των πιθανών SNVs κατά 19-35%, ανάλογα με την πρωτεΐνη (Πίνακας 2). Περαιτέρω περιορισμός προέρχεται από το γεγονός ότι οι μεταλλάξεις αντίστασης είναι πιο πιθανό να συμβεί σε συντηρημένα κατάλοιπα, αν και μπορούν επίσης να περιλαμβάνουν ήπια συντηρημένα κατάλοιπα. Σύγκριση μεταξύ ανθεκτικών και ενεργοποιώντας μεταλλάξεις στο EGFR και ALK δείχνει ότι οι ανθεκτικοί μεταλλάξεις είναι πιο πιθανό να είναι ρίζα από μια βιοχημική άποψη. Αυτό μπορεί να έχει συνέπειες για παράδειγμα όταν τα ολόκληρων γονιδιωμάτων των ασθενών με καρκίνο θεραπεία αναλύθηκαν για άγνωστες μεταλλάξεις και υπάρχει ανάγκη διαχωρισμού μεταξύ των μεταλλάξεων του οδηγού, οι μεταλλάξεις των επιβατών και μεταλλάξεις αντίστασης.

μεταλλάξεις Ένωση

Η Ένωση μεταλλάξεις που οδηγούν σε ανθεκτικότητα στο φάρμακο συνήθως περιλαμβάνουν ένα συνδυασμό δύο απλές μεταλλάξεις αντίστασης που μαζί οδηγούν σε βελτιωμένη αντοχή φαρμάκου και μπορεί να οδηγήσει σε υποτροπή πάνω θεραπεία. Η ανάλυση της ένωσης μεταλλάξεις οδηγούν σε δύο συμπεράσματα. Κατ ‘αρχάς, το 24% των γνωστών ένωσης μεταλλάξεις δεν τηρούνται

μαζί

σε οποιοδήποτε ομόλογο Abl1, ενώ παρατηρήθηκαν όλα τα μονά μεταλλάξεις. Αυτό μπορεί να υποδεικνύει ότι οι πολλαπλές μεταλλάξεις που δεν βλάπτουν σημαντικά την λειτουργία του ενζύμου δεν υπόκεινται σε πρόσθετη εξελικτική πίεση που θα απέτρεπε τη συσσώρευσή τους. Εναλλακτικά, η συσσώρευση πολλαπλών μεταλλάξεων μπορεί να είναι ελαφρώς δηλητηριώδεις το οποίο δεν τους εμποδίζει από το να είναι σταθερή [39]. Δεύτερον, πολλές εναλλαγές φαίνεται να συμβαίνουν μαζί σε ομόλογες αλληλουχίες, αλλά μέχρι τώρα δεν έχουν ταυτοποιηθεί σε ασθενείς, είτε λόγω των πειραματικών περιορισμών, μικρά μεγέθη δειγμάτων, είτε επειδή είναι λιγότερο επωφελές για αντίσταση. Και τα δύο ευρήματα υποδεικνύουν ότι οι μεταλλάξεις αντίστασης επιπλέον ένωση θα πρέπει να αναφέρονται στο μέλλον, σε Abl1 και άλλα γονίδια, και θα είναι δύσκολο να στοχεύσετε. Επιπλέον, η ένωση μεταλλάξεις έχουν πρόσφατα παρατηρηθεί επίσης στο πλαίσιο της EGFR ενεργοποίηση μεταλλάξεων [40], [41], υποδεικνύοντας περαιτέρω ότι αυτές οι μεταλλάξεις θα πρέπει να αναμένεται σε άλλα γονίδια.

κατανόηση μας της εξέλιξης του καρκίνου γίνεται καλύτερα λόγω βελτιωμένων μεθόδων προσδιορισμού αλληλουχίας [42], νέα εργαλεία ανάλυσης για δίκτυα γονίδιο του καρκίνου [43] και την ανάπτυξη των εξελικτικών μοντέλων [44] – [47].