Un modelo de cáncer de mama con heterogeneidad de HER2 señala dianas para combinar con T-DXd y reducir la resistencia
Antecedentes
En el cáncer de mama HER2 positivo, la heterogeneidad intratumoral del receptor 2 del factor de crecimiento epidérmico humano (HER2) contribuye a la resistencia al tratamiento dirigido contra HER2. En un mismo tumor coexisten células con niveles altos y bajos de HER2, pero hay pocos modelos preclínicos que reproduzcan esta variación. Este estudio analizó la resistencia a conjugados anticuerpo-fármaco (ADC) en modelos de cáncer de mama humano compuestos por dos poblaciones celulares e identificó posibles dianas para combinaciones terapéuticas que podrían reducirla.
Hallazgos principales
Los investigadores aislaron poblaciones celulares con expresión alta (HER2hi) y baja (HER2lo) de HER2 de las líneas celulares de cáncer de mama 21NT, 21PT y HCC1954. En cada línea, ambas poblaciones procedían del mismo tumor. La hibridación fluorescente in situ (FISH) confirmó la amplificación del gen ERBB2 en las células HER2hi y la ausencia de amplificación en las HER2lo. HER2lo es una designación de las células de estos modelos de investigación y no debe equipararse directamente con la clasificación clínica HER2-low.
Los experimentos con estos modelos y códigos de barras de ácido desoxirribonucleico (ADN) para rastrear linajes celulares mostraron cooperación entre las dos subpoblaciones. Ambas tendieron a crecer más rápido juntas que por separado. Las células HER2lo fueron menos sensibles a los ADC dirigidos contra HER2, incluido el trastuzumab deruxtecán (T-DXd), pero mostraron sensibilidad a los inhibidores de la quinasa HER2. Sin embargo, la respuesta a los fármacos varió según el modelo; en organoides derivados de pacientes también se informó de un aumento de la proporción de células HER2lo después del tratamiento con T-DXd o neratinib.
La heterogeneidad de HER2 también afectó los resultados del tratamiento en tumores implantados en ratones. Tras el tratamiento con T-DXd, los tumores mixtos residuales estaban compuestos principalmente por células HER2lo y tendían a reaparecer más pronto después de suspender el tratamiento que los tumores formados uniformemente por células HER2hi. Todos los tumores mixtos reaparecieron en un plazo de 92 días, mientras que 2 de los 5 ratones con tumores uniformes no presentaron recurrencia durante más de 140 días después de suspender el tratamiento. En los tumores mixtos que reaparecieron, las células HER2hi volvieron a predominar, lo que muestra que la composición celular de los tumores residuales difería de la observada durante el recrecimiento.
Los investigadores realizaron un cribado de inactivación génica mediante CRISPR en cocultivos heterogéneos y seleccionaron ABCC1 y USP9X como posibles dianas para combinaciones terapéuticas. Esto no significa que los propios genes aumentaran la sensibilidad: su eliminación genética o inhibición farmacológica aumentó la sensibilidad de las células HER2lo a T-DXd. La inhibición de ABCC1 potenció el efecto inhibidor del crecimiento de DXd, el fármaco citotóxico transportado por T-DXd. La inhibición de USP9X aumentó la ubiquitinación de HER2 y su transporte a los lisosomas durante el tratamiento con T-DXd; los investigadores interpretaron este resultado como un mecanismo que favorece la liberación del fármaco del ADC. En ratones, la combinación de cada inhibidor con T-DXd reforzó la supresión tumoral y prolongó el periodo sin recurrencia frente a T-DXd solo.
Significado y perspectivas
El estudio explica la importancia funcional de la heterogeneidad de HER2 y propone una estrategia terapéutica dirigida a las vulnerabilidades de las células resistentes. Sin embargo, los principales efectos terapéuticos se observaron en modelos preclínicos celulares y de ratón. Los modelos de líneas celulares no reproducen por completo la complejidad ni el microambiente de los tumores humanos, y los resultados no demuestran una mejora de la supervivencia de los pacientes ni la seguridad de estas combinaciones. Aún quedan pendientes el desarrollo de inhibidores de USP9X y la evaluación de la toxicidad en tejidos normales, por lo que la posibilidad de aplicación clínica debe evaluarse en estudios posteriores.
Fuente: Texto completo del artículo de Cancer Discovery
Intratumor heterogeneity for HER2 in HER2-positive breast cancer is a driver of resistance to HER2-targeted therapies. The advancement of treatments for HER2 heterogeneous tumors has been hindered by the lack of preclinical models that accurately mimic the human disease. Here we describe human HER2 heterogeneous breast cancer models composed of ERBB2 amplified (HER2hi) and non-amplified (HER2lo) cell populations derived from the same tumor. Utilizing these models, together with cellular barcoding, we demonstrate subclonal cooperation between HER2hi and HER2lo subpopulations. Furthermore, HER2lo cells drive resistance to HER2-targeting antibody-drug conjugates (ADC) like T-DXd but are sensitive to HER2 kinase inhibitors. CRISPR screens in heterogeneous co-cultures identified sensitizers of HER2lo cells to T-DXd including ABCC1 and USP9X. USP9X inhibition enhances the lysosomal targeting of HER2, thereby potentiating ADC payload release and reducing tumor recurrence after T-DXd treatment. Our results elucidate the functional relevance of HER2 heterogeneity and propose improved therapies for these tumors.
Estos resultados aportan evidencia de que, al evaluar fármacos dirigidos contra HER2, deben considerarse tanto la respuesta global del tumor como las poblaciones celulares supervivientes y el recrecimiento tras suspender el tratamiento. En el desarrollo posterior de fármacos, los modelos mixtos HER2hi/HER2lo podrían utilizarse para comparar T-DXd solo con combinaciones que incluyan la inhibición de ABCC1 o USP9X y seguir el tamaño tumoral, la composición de las células residuales y la recurrencia. Las dos dianas abordan procesos distintos —la sensibilidad a DXd y el transporte de HER2 a los lisosomas, respectivamente—, lo que ofrece la posibilidad de evaluar por separado las combinaciones candidatas. Para aplicar estos hallazgos a la elección del tratamiento de cada paciente, habrá que confirmar la selectividad de los inhibidores, su toxicidad en tejidos normales y su eficacia en pacientes.