الآليات فوق الجينية في علاج سرطان الثدي ومقاومة العلاج
في هذا المقال
السرطان مجموعة أمراض ذات طبيعة جينية و فوق جينية معًا (انظر ما السرطان). وتنظم الآليات فوق الجينية جوانب كثيرة من بيولوجيا السرطان، من التسرطن إلى تعديل الاستجابة المناعية في البيئة الدقيقة للورم. وخلافًا للطفرات الجينية التي يصعب تصحيحها، يمكن استهداف الآليات فوق الجينية المضطربة بمركبات صغيرة الجزيء على نحو ملائم. كما يزيد تعديل الإبيجينوم في سرطانات صلبة (أعضاء) متنوعة حساسية الخلايا السرطانية لهجوم المناعة، وبالتالي لـ العلاج المناعي. وساهمت هذه المزايا في تطوير استراتيجيات فوق جينية لعلاج السرطان خلال العقد الماضي.
العلاجات فوق الجينية في السرطان
تقدم أدوات التشخيص والإنذار المبنية على علم ما فوق الجينات مساهمة كبيرة في طب الأورام. وتخضع خصوصًا عدة «تحاليل لمثيلة DNA» ووسائل تصوير تشخيصية لـ تجارب سريرية أو أصبحت مستخدمة بالفعل. كما أدت جهود مواجهة الآليات فوق الجينية المضطربة في طب الأورام إلى تطوير أدوية إبيجينية، وهي أدوية تستهدف التعديلات فوق الجينية.
- موضوع ذو صلة: الجينات تحتاج إلى التعليم أيضًا! العلاجات فوق الجينية في السرطان
توجد حاليًا لعلاج الأورام الصلبة والدموية، بما فيها هيستون ديأسيتيلاز (HDACis) وناقلات ميثيل DNA (DNMTs) ومثبطات EZH2 وIDH، 8 علاجات فوق جينية معتمدة من FDA، إلى جانب أدوية إبيجينية كثيرة قيد التجارب السريرية.
سرطان الثدي ER+ (إيجابي مستقبل الإستروجين) تُجرّب فيه أدوية إبيجينية بلغت حاليًا المرحلة II، وتُستخدم مع العلاجات التقليدية، انعكاسًا للتقدم الحديث في فهم الآليات فوق الجينية التي تنظم نمو سرطان الثدي ER+ و النقائل و مقاومة العلاج.
في الحالات الغازية من سرطان الثدي يستمر معدل الحدوث في الارتفاع منذ 2004، وأُبلغ عن أكثر من 2 مليون حالة عالميًا عام 2018. ويُصنّف نحو 80% من جميع حالات سرطان الثدي ER+ بسبب التعبير عن مستقبل ERα، ويبلغ البقاء الإجمالي لدى هؤلاء نحو 90% عند 5 سنوات.
- موضوع ذو صلة: إحصاءات السرطان في تركيا 2020
لأن ERα المحرك الورمي الرئيسي لمعظم سرطانات ER+، تشمل خيارات العلاج الهرموني الحالية حصر ERα وتثبيط تصنيع الإستروجين وتحليل ERα انتقائيًا. ورغم إطالة العلاجات الهرمونية للبقاء الإجمالي، فإن ثلث مرضى سرطان الثدي ER+ المبكر يظهرون مقاومة للعلاج. وقد يعيد استهداف منظّمات الكروماتين بمركبات صغيرة، لإعادة تشكيل الإبيجينوم السرطاني، حساسية الخلايا المقاومة للعلاج الهرموني أو علاجات جديدة.
الأنماط الفرعية للإستروجين وآليات إشارات ERα
يحفز الإستروجين عمليات نمائية كثيرة، منها النضج التناسلي ونمو العظام واستتباب الطاقة في الجسم، بتعديل حساسية الإنسولين ومعدل التغذية واستهلاك الطاقة عبر تنظيم الحرارة. كما ينسق الآليات الانقسامية وفوق الجينية لتنظيم نمو الغدة الثديية.
توجد خمسة أنماط فرعية رئيسية للإستروجين:
- الإسترون (E1)،
- 17-β إستراديول (E2)،
- الإستريول (E3)،
- الإستترول (E4)،
- كبريتات الإسترون (E1s)
يتحول E1 عكوسًا إلى E2 الأكثر فعالية بيولوجيًا، ويمثل كلاهما الإستروجينين الرئيسيين في الجسم. أما E3 وE4 فلا يُكشفان إلا أثناء الحمل، مع غلبة E3. ويعمل E1 أساسًا مخزونًا للإستروجين، إذ يُحوّل بسهولة في حالته الطبيعية عبر السلفاتازات الستيرويدية إلى شكليه الفعالين E1 وE2.
الشكل 1: يتوسط ERα التغيرات فوق الجينية بالتفاعل والتواصل المتبادل مع العوامل الرائدة والمنظّمات المشتركة.
a. مخطط المجالات البنيوية المختلفة في ERα. يحوي LBD (مجال ارتباط الربيطة) سطحًا للتثنّي وارتباط المنشّطات المشتركة. وبعد ربط E2، يتحول helix-12 في LBD إلى هيئة فعالة تعزز تفاعل ERα مع المنشّطات المشتركة.
b. ترتبط العوامل الرائدة مثل FOXA1 وGATA3 وPBX1 وAP-2γ تفضيليًا بمناطق جينومية ناقصة المثيلة تحمل تتابعاتها الخاصة. والأهم أن هذه المناطق موسومة غالبًا بمستويات منخفضة من H3K4me1/2 تزداد مع تجنيد عوامل رائدة مثل FOXA1. وبعد التنبيه بربيطة E2، تسهّل العوامل الرائدة توضع Erα المرتبط بالربيطة على الكروماتين. وينشّط ذلك التعبير الجيني، إذ يجند ERα منشطات فوق جينية مثل P300 / CBP ومعقد SWI / SNF وPRMT وEZH2 (باتصال مباشر أو عبر منشطات مشتركة مثل SRC-1/2/3 والوسيط Mediator)، لترسيب علامات تنشيط فوق جينية مثل H4R3me1 وH3K27Ac (لون مصمت). لكن ERα المرتبط بالربيطة وERα المرتبط بتاموكسيفين يستطيعان أيضًا، بالتفاعل مع مثبطات مشتركة مثل LCOR وNCoR1/2، استخدام مثبطات فوق جينية مثل HDAC ومعقد NuRD لكبح الجينات بإزالة العلامات الفعالة (لون باهت).
يرافق ERα أيضًا مسارات إشارات E2 غير الجينومية. ويدعم مباشرة تكاثر خلايا سرطان الثدي ER+. وتبدأ الآليات الجينومية التالية لتنبيه E2 بالتثنّي المتماثل لـERα، أو يُجنّد إلى الكروماتين بالارتباط مباشرة بعناصر الاستجابة للإستروجين ERE، أو بصورة غير مباشرة بعوامل النسخ TF عبر مجالات وظيفة التنشيط AF. يُقدّر أن ما يصل إلى 75% من الجينات المستجيبة للإستروجين يحتاج إلى ارتباط ERα بعناصر ERE أو تتابعات مشابهة لها كي يُعبَّر عنه. في سرطان الثدي ER+، ترتبط عوامل النسخ الرائدة مثل FOXA1 وGATA3 وPBX1 وAP-2γ بتتابعات DNA هدفية محددة في الكروماتين المكثف، وتسهّل ارتباط ERα بالكروماتين استجابة لتنبيه E2. كما يستطيع ERα المنشّط استخدام مجموعة منشطات أو مثبطات مشتركة للتوسط في نسخ الجينات أو كبحها (الشكل 1b).
الآليات فوق الجينية الكامنة وراء إشارات ERα
تشمل المثبطات المشتركة المهمة لنشاط ERα النسخي (مواد تمنع تصنيع الإنزيمات) NCoR1 وNCoR2 وLCoR (الشكل 1b). BRCA1 أشهر المثبطات المشتركة لـERα. فبعد ارتباط BRCA1 بمجال AF2، يستهدف Erα للتحلل، وبذلك يخفض نشاط ERα النسخي.
تلزم عوامل النسخ الرائدة لتجنيد ERα إلى الكروماتين اعتمادًا على E2. وهي ترتبط بالكروماتين مستقلّة عن E2، ويقلل استنزافها بدرجة كبيرة ارتباط ERα بالكروماتين المحفَّز بـE2. ودُرست أدوار هذه العوامل فوق الجينية والورمية في سرطان الثدي ER+. ورغم أن GRHL2 لم يُعترف به بعد عامل نسخ رائدًا، فإنه يشبه FOXA1 وGATA3 وظيفيًا في جوانب كثيرة، كالتجنيد إلى الكروماتين مستقلًا عن E2 و تنظيم جينات ERα الهدفية، لذا يُفترض له دور محتمل بوصفه عامل نسخ رائدًا. وأخيرًا، وُجد أن مكونات PRC1 وPRC2 تُظهر تجنيدًا إلى الكروماتين يعتمد على E2، وأنها تعزز التعبير عن جينات ERα الهدفية المحفَّز بـE2 في خلايا سرطان الثدي.
تختل في سرطان الثدي العمليات فوق الجينية الخاصة بالتطور الطبيعي للغدة الثديية
تشارك في تطور الغدة الثديية مسارات إشارات كثيرة ومنظّمات للكروماتين، إلى جانب عوامل هرمونية تنسق التوازن بين التجدد الذاتي والتمايز وسلامة النسيج. وتتطور الغدة في ثلاث مراحل رئيسية: الجنينية والبلوغية والتناسلية. وتنسق مسارات مثل WNT وHedgehog (HH) التطور الجنيني، بينما تخضع مرحلتا البلوغ والتناسل للتحكم الهرموني.
إعادة تنشيط مسارات التطور سمة مشتركة في سرطانات مختلفة، وترتبط في سرطان الثدي ارتباطًا وثيقًا بالحفاظ على مجموعة الخلايا الجذعية في الغدة الثديية (الشكل 2). وخلال العقد الماضي، أظهرت دراسات استندت إلى تطورات تقنية مثل تسلسل الجيل التالي أن اختلال العمليات فوق الجينية المهمة لنمو الثدي يؤدي أيضًا دورًا مهمًا في تقدم سرطانه. ولذلك دُرست الروابط الوظيفية المتبادلة بين هذه العمليات ومسارات الإشارات النمائية المسببة لسرطان الثدي.
الشكل 2: تطور الغدد الثديية الجنينية
في ظهارة الثدي الطبيعية، يرتبط DKK3 بـLRP، المنشّط المشترك لمسار WNT مع Frizzled، فيمنع تنشيط المسار بوجود ربيطة WNT. ويرتبط E-كادهيرين ببيتا-كاتينين السيتوبلازمي الذي يحلله GSK3β عند غياب تنشيط WNT. ويكون محفز SHH (المشفر لربيطة Hedgehog المسماة SHH) مفرط المثيلة، فيُسكت مسار Hedgehog. أما في سرطان الثدي، فيصبح محفز DKK3 مفرط المثيلة فينخفض تعبيره. وبغياب DKK3، ينشّط LRP مستقبل Frizzled بوجود ربيطة WNT، ما يؤدي إلى فسفرة DSH وتثبيط تحلل الكاتينين بواسطة GSK3β. وينخفض E-كادهيرين أيضًا بمثيلة محفزه. ويصبح محفز SHH ناقص المثيلة، فيزداد تعبير SHH ويُفعّل مسار Hedgehog عبر GLI1. ويؤدي تنشيط WNT وHedgehog إلى تجدد الخلايا الجذعية وEMT والنقائل ومقاومة تاموكسيفين.
التعديل فوق الجيني لإشارات WNT في سرطان الثدي ER+
يؤدي تنشيط إشارات WNT غير الطبيعي إلى نشوء سرطانات متنوعة وتقدمها، ومنها سرطان الثدي. ويسبب الإسكات فوق الجيني للجينات المضادة لـWNT، ومنها SFRP وDKK، تكون أورام الثدي. وآليًا، يُعد إسكاتها بمثيلة DNA سببًا رئيسيًا لإشارات WNT المستمرة في سرطان الثدي، ويرتبط بإنذار سيئ. وتؤدي هذه التغيرات إلى تنشيط دائم لبيتا-كاتينين وزيادة التكاثر المرتبط بتجدد الخلايا الجذعية ونكس المرض (الشكل 2).
ومن المثير للاهتمام أن دراسة شملت 96 شخصًا مصابًا بسرطان الثدي أظهرت زيادة مثيلة محفز DKK3، أحد أفراد عائلة DKK، في أورام المراحل المتقدمة والنقائل العقدية والأورام الإيجابية لـERα (كانت 42 من أصل 47 حالة ER+). ونظرًا لترابط مساري WNT وERα، خصوصًا عبر بروتين Polycomb المسمى EZH2، يُعتقد أن غياب تثبيط WNT بواسطة DKK قد يمتد إلى مسار ERα لتحفيز النمو والبقاء، رابطًا مثيلة محفز DKK3 بإيجابية ERα. ومع ذلك لم تنجح محاولات استعادة تعبير ERα سريريًا بعوامل ناقصة المثيلة. وتستمر الدراسات لاستهداف الدارات التنظيمية فوق الجينية المختلة المؤدية لتنشيط برامج نمائية مثل إشارات WNT.
إشارات HH ومعقدات Polycomb
إشارات HH مسار نمائي مهم آخر تضطرب آلياته فوق الجينية في تكون ورم الثدي. ويؤدي نقص مثيلة محفز ربيطة HH، أو SHH أو المستقبل التالي في المسار، إلى زيادة التنشيط المعتمد على الربيطة وانقسام خلوي غير منضبط يدفع تقدم السرطان (الشكل 2). كما تحفز إشارات HH تعبير PCGF4 (BMI1)، أحد مكونات معقد PRC1، لتعزيز التجدد الذاتي للخلايا الجذعية الطبيعية والورمية في الثدي. ترتبط خلايا سرطان الثدي الجذعية بمقاومة العلاج الهرموني، لكن لا يزال ظهور صفات شبيهة بالجذعية في الخلايا المقاومة موضع جدل: هل ينجم عن توسع خلايا ورمية كامنة موجودة أصلًا، أم عن إعادة برمجة ديناميكية تتوسطها تغيرات فوق جينية؟ ويُعتقد أن استهداف عوامل فوق جينية مثل DNMT لاستعادة التنظيم المضاد لـHH، مع أدوية تستهدف إشارات HH مباشرة، قد يعدّل بقاء خلايا السرطان الجذعية وتمايزها.
تشير بيانات حديثة إلى أن مثبطات EZH2، النواة الإنزيمية لمعقد PRC2، قيد تجارب سريرية متقدمة في أنواع ورمية كثيرة منها سرطان الثدي الثلاثي السلبية، وأنها تتوسط كبح مسار GATA3- ERα المحفز لنمط ظاهري شبيه باللمعي وحساس للعلاج الهرموني مثل فولفيسترانت. وتظهر هذه النتائج جانبًا علاجيًا لاستهداف بروتينات Polycomb، وخصوصًا PCGF4، لتوجيه تحول ظاهري في الخلايا الجذعية لسرطان الثدي المقاوم نحو حالة حساسة للعلاج الهرموني.
وخلاصة هذه الملاحظات أن الآليات فوق الجينية الحيوية في النمو الطبيعي تتغير في الأنسجة الورمية، ولذلك تُعد مرشحات جذابة بوصفها واسمات حيوية وأهدافًا علاجية.
تستهدف العلاجات الهرمونية المسار الورمي E2-ERα
رُبطت إشارات الهرمونات الستيرويدية بتقدم سرطان الثدي أولًا عام 1896، حين أدى استئصال المبيضين جراحيًا لدى المصابات إلى تراجع الورم. والعلاج الهرموني، المعياري في سرطان الثدي ER+، يشير إلى تدخلات تثبط إنتاج الإستروجين واستراتيجيات تستهدف ERα مباشرة، وله ثلاث فئات رئيسية: المعدلات الانتقائية لمستقبل الإستروجين (SERMs)، والمحللات الانتقائية لمستقبله (SERDs)، ومثبطات الأروماتاز (AIs).
تاموكسيفين أول عامل يستهدف ERα اعتُمد سريريًا، وظل خيارًا أساسيًا لمرضى سرطان الثدي المبكر والمتقدم أكثر من ثلاثين عامًا. وهو SERM ينافس E2 على الارتباط بـERα ويمنع تجنيد المنشّطات المشتركة عبر LBD في ERα. ورغم نجاحه، يُتوقع نكس المرض خلال 15 عامًا لدى ثلث النساء اللواتي عولجن بتاموكسيفين مدة 5 سنوات. لكن معظمهن يحتفظن بتعبير ERα، فيبقين حساسات لمحللات SERD مثل فولفيسترانت.
بعد سن اليأس، لا يعود E2 يُصنّع في المبيضين. بل يُنتج بأرمتة التستوستيرون والأندروستينديون في أنسجة متعددة، كالكبد والدهن تحت الجلد والسدى المحيط بخلايا الثدي الطبيعية، وكذلك خلايا ظهارة الثدي والخلايا الليفية للأورام الأولية فيه. وتخفض مثبطات AI ارتفاع E2 في نسيج سرطان الثدي بتثبيط الأروماتاز، وتنقسم إلى ستيرويدية وغير ستيرويدية. ترتبط الستيرويدية بالأروماتاز ارتباطًا غير عكوس، بينما ترتبط غير الستيرويدية تنافسيًا وعكوسًا. ومقارنة بتاموكسيفين الموصوف عمومًا قبل سن اليأس، يُستخدم فولفيسترانت ومثبطات AI أساسًا بعد سن اليأس، منفردة أو مع علاجات هرمونية أخرى أو عوامل موجّهة مثل مثبطات CDK4/6.
- موضوع ذو صلة: توصيات لأعراض سن اليأس بعد سرطان الثدي
ERα المحرك الورمي الرئيسي في سرطانات الثدي ER+. وتسهم تغيرات جينية أخرى، كفرط تعبير السيكلين D1 في 50% من سرطانات الثدي (الشكل 3a) وفقد CDKN2A، في تقدم المرض والاستجابة العلاجية. ففرط السيكلين D1 يحفز تقدم دورة الخلية عبر G1 / S، ما يزيد تنشيط CDK4/6 وفسفرة RB. وبعد أعوام العلاج الهرموني المنفرد، أتاح اعتماد العلاجات الموجهة إلى mTOR (everolimus) وPI3K (alpelisib) وCDK4/6 (palbociclib, ribociclib, abemaciclib) تقدمًا مهمًا في تدبير المرض. وأظهرت تجارب كثيرة فعالية تثبيط CDK4/6، فأصبحت مثبطات CDK4/6، منفردة أو مع AI أو فولفيسترانت، خيارات معيارية للحالات الحساسة للعلاج الهرموني والمقاومة له من سرطان الثدي النقيلي ER+/HER2-.
الشكل 3: تغيرات جينومية مختارة تتوسط مقاومة العلاج في سرطان الثدي ER+
a. NF1 إنزيم GTPase يثبط تنشيط RAS في مسار MAPK (1)، ويعمل مثبطًا مشتركًا لـERα عند جين CCND1 المشفر للسيكلين D1 (2). ويؤدي فقد NF1 في الخلايا المقاومة إلى زيادة تنشيط MAPK وفرط تعبير السيكلين D1، الذي يدعم انتقال G1 / S بتنشيط CDK4/6. وقد تتغلب مثبطات MEK ومثبطات CDK4/6 على فرط تعبير MAPK وCDK4/6، على الترتيب. ويمكن استخدام فولفيسترانت أيضًا في حالات فقد NF1.
b. في سرطان الثدي ER+ الحساس للعلاج، يتثنى ERα عند ربط E2، ويفسفره CDK7. وتظهر طفرات ESR1 كثيرًا في LBD بالخلايا المقاومة، فتؤدي إلى أشكال ERα فعالة دائمًا تتوسط التعبير الجيني بتفاعلات مع منشّطات مشتركة مستقلة عن E2. وتشمل الاستراتيجيات المقترحة تثبيط CDK7 بواسطة THZ1 وتثبيط المنشّطات المشتركة SRC.
c. يشفر CYP19A1 الأروماتاز، الإنزيم المحول للتستوستيرون إلى إستروجين. ويُكتسب فرط تعبير CYP19A1 كثيرًا لدى من ينكس مرضهم بعد علاج AI، فيزيد الإستروجين ومقاومة العلاج. ويمكن علاج ذوي فرط CYP19A1 بمثبطات AI الستيرويدية غير العكوسة بدل العكوسة، إلى جانب فولفيسترانت.
d. يتضخم FOXA1 أو يتحور كثيرًا في سرطان الثدي ER+ المقاوم، فيزيد نشاط FOXA1 ويُعاد توزع FOXA1 إلى المعززات المتكررة. وتزداد هذه المناطق قرب تتابعات عوامل نسخ مثل AP-1 وSTAT5 وSOX9، وتعزز برنامج نسخ نقيليًا. ويصعب استهداف FOXA1 مباشرة، لكن مثبطات نوعية تستطيع استهداف جينات تالية لـFOXA1 تتوسط النقائل، مثل HIF-2α.
آليات مقاومة العلاج الهرموني واستراتيجيات بديلة محتملة
رغم فعالية العلاج الهرموني في سرطان الثدي ER+، تظهر المقاومة لدى نحو 25% من مرضى المراحل المبكرة، ولدى كل ذوي النقائل تقريبًا، فتسوء النتائج السريرية. وتُصنّف إلى داخلية (de novo – جديدة) أو مكتسبة. ويُظهر مرضى المراحل المتقدمة عمومًا تقدمًا في مواضع مختلفة ومتمايزة نسليًا، نتيجة انتقاء تغيرات جينية تحت الضغط العلاجي. ويوسع هذا الضغط نسائل تحمل طفرات في هدف الدواء نفسه ومسارات الإشارات الانقسامية والجينات المشفرة للعوامل فوق الجينية. كما قد تعدّل ظروف البيئة الدقيقة كنقص الأكسجة المشهد فوق الجيني وتسهم في تطور المرض، ولا سيما أن الإنزيمات فوق الجينية تستشعر المغذيات والأكسجين أيضًا. وتُظهر النسائل ذات الطفرات في الآليات فوق الجينية عيوبًا في النسخ وإصلاح DNA وتضاعفه، فتدعم التجدد الذاتي للورم الخبيث وتمنع التمايز وتتيح الإفلات من موت الخلايا، وجميعها يزيد غزو الأنسجة. والتغلب على هذه النتائج تحدٍّ كبير في علاج سرطان الثدي ER+.
تغيرات دورة الخلية في سرطان الثدي المقاوم للعلاج الهرموني
ترتبط تغيرات ضبط دورة الخلية كثيرًا بمقاومة الأدوية. كما يرتبط تضخيم CCND1 وارتفاع CDK4 في الأورام بالمقاومة الهرمونية. ورغم فعالية تثبيط CDK4/6، لا تستجيب 10-20% من السرطانات، وتصبح نسبة كبيرة (70-80%) مقاومة بعد علاج يدوم 12-36 شهرًا.
تتميز مقاومة تثبيط CDK4/6 بفقد مثبطات ورمية مثل RB وFAT1. وتُلاحظ خصوصًا طفرات فقد وظيفة مستقبل مسار Hippo المسمى FAT1 في 2% من الأورام الأولية و6% من النقيلية، على الترتيب. كما يعيد فرط تنشيط RTK-RAS والتنشيط الشاذ لـCCNE1-CDK2، المؤثر التالي لـCDK4/6، فسفرة RB، ويدفعان المقاومة ويقللان الاستجابة لبالبوسيكليب.
توجد أكثر من 100 تجربة سريرية نشطة تختبر فعالية مثبطات CDK4/6 في أنواع سرطان واستراتيجيات علاج كثيرة، وتُعد مرشحًا لمستقبل علاج السرطان. وعلى وجه التحديد، تُبحث بفعالية في سرطان الثدي مثبطات CDK4/6 منفردة أو مع العلاج الهرموني أو العوامل المناعية.
تغيرات المنظّمات المشتركة لـERα
قد تُخل التغيرات الجينية بالتوازن بين منشّطات ERα المشتركة ومثبطاته، وترتبط بإنذار سيئ ومقاومة العلاج الهرموني. ويحدث تاموكسيفين تغيرًا شكليًا في ERα يمنع تجنيد المنشّطات المشتركة ويعزز مثبطات مشتركة مثل NCoR1 وNF1 (نوروفبرومين). وتُعد الطفرات المعطلة أو الحذف في NCoR1 وNF1 من أشيع التغيرات الجينية في سرطان الثدي النقيلي ER+. ويقود NF1 مثلًا المقاومة بتأثير يجمع فقد نشاط GTPase ودور المثبط المشترك لنسخ ERα، وترتبط مستوياته بالاستجابة للعلاج الهرموني منفردًا أو مع مثبطات CDK4/6 أو MEK (الشكل 3a).
عوامل فوق جينية تسبب سرطان الثدي المقاوم للعلاج الهرموني
أظهرت دراسات تسلسل الجينوم الكامل أن العوامل فوق الجينية من أكثر الجينات تعرضًا للطفرات في السرطانات البشرية. وتُعد الطفرات المعطلة وفقد وحدات SWI / SNF من أشيع التغيرات الجينية في أنواع كثيرة. وفي سرطان الثدي، تتسبب في فقد وظيفة ARID1A طفرات تزداد في البيئة النقيلية المقاومة للعلاج الهرموني. وينعكس ذلك بضعف الاستجابة لمحللات SERD لدى حاملي طفرات ARID1A، ما يدعم احتمال توسطها في المقاومة. وآليًا، يقلل فقد ARID1A إتاحة الكروماتين وارتباط عوامل النسخ الضابطة لمصير الخلية اللمعية، وكذلك ارتباط ERα وFOXA1 بالكروماتين (الشكل 4). ويُفترض أن كبح ERα طويل الأمد قد يتيح ظهور نسائل ذات طفرات معطلة لـARID1A، محفزًا انتقال النمط الظاهري من لمعي إلى قاعدي. لذا تزيد كثرة طفرات ARID1A في سرطان الثدي المقاوم وشيوعها في سرطانات أخرى الحاجة إلى استراتيجيات تستهدف السرطانات ذات ARID1A المتحور.
في سرطان المبيض، تجتمع طفرات ARID1A وتثبيط EZH2 في إماتة اصطناعية يعززها تثبيط HDAC2 (الشكل 4). وفي الخلايا المفتقرة إلى ARID1A، يُجنّد HDAC2 إلى الجينات الهدفية المشتركة لـARID1A / EZH2، المثبطة لإشارات PI3K/AKT، فينشط هذا المسار الانقسامي بصورة شاذة. ويشيع الحدثان، فقد وظيفة ARID1A وتنشيط PI3K/AKT، في خلايا سرطان الثدي المقاوم للعلاج الهرموني. لذا يُقترح أن استهداف EZH2 في سرطان الثدي ذي طفرة ARID1A قد يكون خيارًا علاجيًا صالحًا للبحث (الشكل 4).
الشكل 4: مسارات فوق جينية مضطربة متنوعة في سرطان الثدي ER+ المقاوم، قد تكون أهدافًا لعلاجات فوق جينية جديدة
اللوحتان الزرقاء والصفراء: يستطيع مسار PI3K/AKT فسفرة DNMT1، فيثبته على الكروماتين ويحافظ على فرط مثيلة DNA. كما يفسفر PI3K/AKT بروتين EZH2، مستنزفًا H3K27me3 جينوميًا. وتستنزف فسفرة KMT2D بواسطة PI3K/AKT علامة H3K4me1 / 2، فتقلل ارتباط FOXA1 (وبالتالي ERα) بالكروماتين وتؤدي إلى مقاومة العلاج الهرموني. ويمكن استهداف هذه المسارات الشاذة بمثبطات PI3K. كما يمكن استهداف تثبيت DNMT1 وتثبيط EZH2 بعوامل مخفضة لمثيلة DNA ومثبطات HDAC، على الترتيب.
اللوحة البنفسجية: يجلب تجنيد HDAC إلى محفز ESR1 انخفاض H3K27ac، ما يؤدي إلى فرط مثيلة المحفز بوساطة DNMT1 ومقاومة الدواء عبر خفض ESR1. ويمكن استعمال تثبيط HDAC (entinostat) لعكس خفض ESR1 المتواسط بـHDAC.
اللوحة البرتقالية: KDM5 (KDM5A / B) عائلة نازعات ميثيل الليزين 4 في الهستون H3، مرتبطة بمقاومة العلاج في سرطانات مختلفة. ويخفض ازدياد نشاط KDM5 مستويات H3K4me3، فيزيد التغاير النسخي. ويرتبط ارتفاع تعبير KDM5B خصوصًا بإنذار سيئ في سرطان الثدي ER+. وقد تحسن مثبطات تعديل نشاط عائلة KDM5 الاستجابة للعلاجات الهرمونية مثل فولفيسترانت.
اللوحة الخضراء: يعيد فقد KMT2C توزع ERα إلى جينات ينظمها AP-1، فيعزز نسخًا مستقلًا عن الهرمون لكنه يعتمد على Erα ، ما يشير إلى أن SERD (فولفيسترانت) وتثبيط CDK4/6 قد يكونان خيارين علاجيين قابلين للتطبيق.
اللوحة الحمراء: ARID1A مكون في معقد SWI / SNF، وتحد طفرته إتاحة الكروماتين لـERαα وFOXA1 في الجينات الضابطة لمصير الخلية اللمعية، كما تعزز التحول من نمط لمعي إلى شبيه بالقاعدي. ويمكن استهداف طفرات ARID1A بمثبطات EZH2 وHDAC وBET وPI3K/AKT.
المسارات فوق الجينية في العلاج الهرموني
الاضطراب فوق الجيني عامل مهم في تكون الورم ومقاومة الدواء. وحتى الآن اقتصرت الأدوية الإبيجينية أساسًا على الخباثات الدموية، وحققت نجاحًا محدودًا في الأورام الصلبة. وتزيد اللدونة المرتبطة بإعادة البرمجة فوق الجينية لياقة الخلايا السرطانية عمومًا، فتجعل العلاج المخصص أعقد. وتدعم أدلة قبل سريرية وسريرية مختلفة التآزر بين هذه الأدوية وطرائق علاج متعددة، منها المناعة والإشعاع والعلاج الهرموني. والواقع أن تطوير جزيئات صغيرة تستهدف منظّمات الكروماتين من أنشط مجالات جهود اكتشاف الأدوية الحالية. ومن المثير أن الجهود الحديثة تقترح أن آليات تعديل RNA مهمة لتقدم السرطان ومقاومة العلاج، وأن لها إمكانات بوصفها أهدافًا مرشحة لعلاجات جديدة.
كما يشيع الاضطراب فوق الجيني في سرطان الثدي المقاوم للعلاج الهرموني. ففرط مثيلة محفز ESR1 يسبب فقد تعبير ERα لدى نحو 20% ممن يتقدم مرضهم مع تاموكسيفين. ويمكن لـEntinostat (HDACi) وletrozol (AI) استعادة تعبير ERα والأروماتاز في خطوط سرطان الثدي ER−، فيُثبط النمو، ما يبين فعالية التدخل فوق الجيني لتحفيز الحساسية الهرمونية (الشكل 4). لكن استعادة تعبير ERα لم تُلاحظ قط في السياق السريري، ما يرجح تدخل آليات كابحة أخرى في إسكات ESR1.
تتميز الخلايا المقاومة لتاموكسيفين أيضًا بازدياد أستلة الهستونات وعوامل النسخ وبروتينات الصدمة الحرارية (heat shock proteins)، التي تحفزها إنزيمات HAT مثل P300 / CBP. ومن المثير أن A-485، المثبط التحفيزي الانتقائي لـp300 / CBP، يثبط برنامج نسخ مستقبل الأندروجين في سرطان البروستاتا المقاوم للإخصاء. ويجب اختبار ما إذا كان استهداف التوازن بين نشاط HAT وHDAC فعالًا بالمثل ضد النسخ المتواسط بـERα في سرطان الثدي.
كما تنشّط العوامل فوق الجينية آليات موت الخلايا استجابة للعلاج الهرموني. ويحفز تاموكسيفين الالتهام الذاتي لخلايا سرطان الثدي ER+، داعمًا البقاء وظهور سرطان مقاوم له. ويمكن مجابهة هذا النمط بجمع HDACi وتاموكسيفين، فيُخفض BCL2 ويُحفَّز تعبير البروتينين المحرضين للموت BAX وBAK، فتُعاد الخلايا إلى مسار الموت المبرمج. وكذلك أظهرت العلاجات فوق الجينية مثل HDACi نتائج واعدة مع تاموكسيفين لاستعادة الحساسية الهرمونية، وهي حاليًا قيد تجارب سريرية مع مثبطات CDK4/6 وAI.
تظهر أدلة جديدة أيضًا أن طفرات عوامل فوق جينية كناقلات ميثيل الهستون أحداث شائعة، ويتزايد الاهتمام بأدوية إبيجينية أخرى تستهدف منظّمات كروماتين متنوعة. فتُعد ناقلة الميثيل KMT2C مثلًا من تسعة جينات محركة هي الأكثر تعرضًا للطفرات في سرطان الثدي النقيلي الإيجابي لمستقبلات الهرمون. ويخفض فقد KMT2C التعبير الجيني المعتمد على ERa، ويعيد توضع ERα إلى جينات ينظمها AP-1 للحفاظ على النمو المستقل عن الهرمون (الشكل 4).
للإشارات الورمية عبر PI3K/AKT أثر مباشر في التوازن فوق الجيني، ما يرجح أن جمع مثبطات PI3K/AKT بالأدوية الإبيجينية استراتيجية علاجية مرشحة.
تتيح التطورات الحديثة في تقنيات الخلايا بحث أسئلة مهمة، كمساهمة التفاوت بين الخلايا في المقاومة. وينظم KDM5B، نازع ميثيل H3K4me3، التغاير النسخي الخلوي في سرطان الثدي ER+. ويشيع تضخيم KDM5B وفرط تعبيره في أورام الثدي اللمعية ER+، فيزيد التغاير النسخي المسبب للمقاومة الهرمونية. وثبت أن مثبطات هذا الإنزيم تعزز الحساسية لفولفيسترانت في خطوط خلوية حساسة للهرمون ومقاومة له، ما يرجح فعاليتها المحتملة في السياق السريري.
يقلل العلاج الهرموني الوفيات والنكس في سرطان الثدي ER+، لكن المرض يتقدم للأسف في معظم الحالات إلى حالة غير قابلة للشفاء. وتدعم التغيرات الجينية المتزايدة بعد العلاج الهرموني استراتيجيات الجمع بعوامل مثل مثبطات CDK4/6 أو mTOR، ما ينتهي بالمقاومة. تتيح الأدوية الإبيجينية إعادة الخلايا الكامنة إلى حالة تكاثرية وحساسة علاجيًا. ورغم الحماس الكبير لهذه العوامل، لا تزال عقبات عدة تعترض استعمالها السريري. فالنتائج السريرية لا تلبي للأسف توقعات الفعالية والسمية المستمدة من التجارب قبل السريرية. وقد يُعزى ذلك إلى منظّمات فوق جينية متعددة الركائز، ومنها البروتينات الهستونية وغير الهستونية. وتلزم دراسة مفصلة لتنظيم الأدوية الإبيجينية وجرعاتها لزيادة فوائد الجمع العلاجي وخفض السمية. كما تبقى عكوسية التغيرات فوق الجينية مصدر قلق رئيسيًا، لأن الجينات المثبطة للأورام قد يُعاد التعبير عنها في غياب الأدوية الإبيجينية أو عند فرط الآليات.
الملخص وأسئلة تنتظر الإجابة
ثبت دون شك أن العلاج الهرموني خيار لا غنى عنه للسرطانات الحساسة للهرمون. لكن الحاجة الملحة قائمة لتطوير مقاربات تستهدف النمط المقاوم الذي يبدو حتميًا. وتدل التطورات الحديثة في الأدوية الإبيجينية على دخول عهد جديد من العلاجات المبنية على ما فوق الجينات للتحري عن أمراض متعددة وعلاجها، ومنها سرطان الثدي. وككل بحث جديد، أثمرت الدراسات في هذا المجال اكتشافات وأسئلة جديدة معًا. ومن النقاط المهمة التي تنتظر الإجابة؛
- ما خصائص الخلية التي ينشأ منها ورم الثدي؟
- هل تتوسط الآليات فوق الجينية الانتقاء النسيلي في مواقع النقائل المختلفة؟
- ما دور الحيز الميزنكيمي في تقدم سرطان الثدي؟ وأي آليات فوق جينية تحافظ على البيئة الدقيقة لورم الثدي؟
- هل يمكن استغلال الطبيعة الديناميكية للتغيرات فوق الجينية لتصميم استراتيجيات علاج قصيرة الأمد تتجنب انتقاء النمط المقاوم، أم أن آليات الأدوية الإبيجينية نفسها تسهم في ظهور المقاومة؟
- هل يمكن استخدام البصمات فوق الجينية لمتابعة تقدم المرض والاستجابة للعلاج؟
المصادر
هل كان هذا المقال مفيدًا لك؟
تساعدنا ملاحظاتك على تحسين المحتوى.
تعليقات القراء
شارك تعليقك
لا يُنشر اسمك وتعليقك إلا بعد موافقة المسؤول. لا يُعرض بريدك الإلكتروني للزوار مطلقًا.
كن أول من يعلّق.