La inhibición de la exportación nuclear muestra potencial terapéutico preclínico en el ependimoma ZFTA-RELA
La falta de tratamientos dirigidos para el ependimoma y la fusión ZFTA-RELA
La inhibición de la exportación nuclear aumentó la acumulación nuclear de la proteína de fusión ZFTA-RELA, frenó la proliferación de células de ependimoma y prolongó la supervivencia de los ratones. Los resultados indican que una proteína promotora de tumores no necesariamente favorece la proliferación cuando se acumula en mayor cantidad en el núcleo.
El ependimoma (EPN) es el tercer tumor cerebral más frecuente en niños. El artículo describe la resección quirúrgica máxima segura y la radioterapia como tratamientos estándar, y señala que no hay terapias dirigidas disponibles para los pacientes. La alteración genética que impulsa la formación tumoral más frecuente en el ependimoma supratentorial es la fusión de ZFTA y RELA. La proteína de fusión se localiza de forma persistente en el núcleo e impulsa la formación tumoral, pero ha sido difícil desarrollar fármacos que actúen directamente sobre ella.
Una diana de exportación nuclear identificada mediante interacciones proteicas
Los investigadores utilizaron inmunoprecipitación y espectrometría de masas para identificar proteínas que interactúan con ZFTA-RELA. Después, mediante un cribado focalizado con CRISPR-Cas9, evaluaron cuáles de 207 genes eran necesarios para la proliferación de las células tumorales. La comparación con células progenitoras de la glía radial normales permitió seleccionar dianas de las que las células tumorales dependían relativamente más. Estas candidatas son proteínas que podrían servir como dianas terapéuticas, no fármacos en sí mismas.
El equipo se centró en XPO1, una proteína de exportación nuclear. Citó la capacidad del inhibidor de XPO1 selinexor para atravesar la barrera hematoencefálica y la experiencia clínica existente con el fármaco como fundamentos para continuar su desarrollo. Sin embargo, la aprobación previa por parte de la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA) no significa que selinexor esté aprobado para tratar el ependimoma.
El tratamiento con selinexor aumentó la acumulación nuclear de ZFTA-RELA, pero no incrementó significativamente la expresión de sus genes diana. Los investigadores plantearon que la unión a las dianas podría estar ya saturada. En modelos celulares derivados de pacientes, la sobreexpresión de ZFTA-RELA frenó la proliferación, mientras que una variante con defectos en la unión al ADN no produjo la misma inhibición. Esto respalda la interpretación de que la proliferación sostenida requiere un nivel adecuado de la proteína en el núcleo. Todos los modelos celulares derivados de pacientes con fusiones de ZFTA que se probaron presentaron una concentración inhibitoria semimáxima (IC50) de selinexor inferior a 150 nM.
Mayor supervivencia en ratones y retos para la validación clínica
En el modelo de xenoinjerto derivado de pacientes 1425-NS, en el que ZFTA-RELA induce la formación tumoral, la monoterapia con selinexor frenó el crecimiento tumoral durante el tratamiento y prolongó la supervivencia de los ratones. La supervivencia mejoró aún más con una combinación de tres fármacos que añadió gemcitabina y ribociclib. El ensayo de supervivencia se realizó con ocho ratones por grupo, con una semana de descanso entre dos ciclos de tratamiento de cuatro semanas.
Estos resultados aportan pistas para diseñar nuevos ensayos clínicos para el ependimoma ZFTA-RELA. Sin embargo, el efecto de la combinación in vivo se observó en un modelo específico derivado de pacientes. Los investigadores también señalaron que hay pocos modelos de ependimoma y que la formación tumoral tarda mucho, lo que dificulta la validación en varios modelos. El estudio no demuestra tasas de éxito terapéutico ni mejoras en la calidad de vida de los pacientes, ni la seguridad clínica de la combinación de tres fármacos. Los ensayos clínicos posteriores deberán evaluar la eficacia y la tolerabilidad.
Los métodos y resultados pueden consultarse en el artículo original de Neuro-Oncology.
BACKGROUND: Ependymoma (EPN) is the third most common pediatric brain tumor with no targeted therapies available to patients. In supratentorial ependymoma, the most frequent driver alteration is a gene fusion between ZFTA and RELA (denoted ZR), leads to constitutive localization of ZR in the nucleus. Because ZR is not currently druggable, we tested whether ZR expression leads to aberrant protein interactions that could represent therapeutic vulnerabilities. METHODS: Using CRISPR-Cas9 pooled screening, we identified many novel druggable ZR interacting proteins including XPO1, CARM1, SMARCA4, and CDK1. We focused on the nuclear export protein (XPO1), given the ability of most XPO1 inhibitors (i.e. Selinexor) to cross the blood brain barrier, FDA approval, and documented safety profiles in children. RESULTS: We found that specific nuclear ZR levels are needed for cell proliferation and are regulated by XPO1. Increased ZR accumulation in the nucleus does not increase oncogenic gene expression but drives tumor cells out of cell cycle, as compared to a defective ZR DNA binding mutant. Treatment of ZR driven patient-derived mouse models with Selinexor impairs cell growth and extends survival of animals in vivo. The combination of Selinexor treatment with Gemcitabine and Ribociclib (used in a clinical trial for relapsed EPN at St Jude Children's Research Hospital (SJDAWN)) further extends mouse survival. CONCLUSION: Our findings demonstrate that ZR interacting proteins constitute therapeutic leads, and that XPO1 is critical for titrating 'goldilocks' levels of ZR nuclear expression. We identify a novel combination therapy of Selinexor, Gemcitabine, and Ribociclib that may be immediately translated into clinical trials for EPN patients that are currently without targeted treatments. XPO1 inhibition is an effective therapeutic strategy against ZFTA-RELA ependymoma.
Dado que es difícil bloquear directamente ZFTA-RELA, los resultados ofrecen una base para considerar XPO1, que regula la cantidad de la proteína de fusión en el núcleo, como una diana alternativa. Un posible escenario de aplicación sería diseñar ensayos clínicos de selinexor solo o combinado con gemcitabina y ribociclib para pacientes con ependimoma en quienes se haya confirmado la fusión ZFTA-RELA mediante pruebas moleculares. La experiencia clínica existente con estos fármacos puede orientar su desarrollo, pero no demuestra su eficacia en el ependimoma ni la seguridad de la combinación triple. Para avanzar hacia la evaluación en pacientes pediátricos y adultos propuesta por los investigadores, habría que comprobar la dosis, la tolerabilidad y la respuesta tumoral. Estos resultados constituyen evidencia preclínica que identifica una diana y una combinación para futuros ensayos.