Vliv inhibitorů energetického metabolizmu na aktivitu dráhy MAPK ERK v buňkách maligního melanomu

Metastatický melanom je zhoubný nádor velice špatně odpovídající na standardní chemoterapii a radioterapii. Proto jsou hledány nové možnosti cílené terapie tohoto onemocnění, které se nejčastěji zaměřují na signální dráhu MAP kinázy ERK řídící buněčnou proliferaci, jež bývá v buňkách maligního melanomu nadměrně aktivována mutacemi onkogenů BRA F a NRA S. Genetické a epigenetické změny, k nimž dochází v průběhu nádorové transformace buňky, však zásadním způsobem ovlivňují také energetický metabolizmus buňky. Dochází k jeho přeprogramování na zvýšenou spotřebu glukózy, která však je i za dostatečného přísunu kyslíku přednostně směřována do glykolýzy namísto oxidativní fosforylace převládající u netransformovaných buněk (tzv. Warburgův efekt).

V našich experimentech jsme studovali vzájemné působení drah zodpovědných za získávání energie a dráhy kinázy ERK . Srovnali jsme odpověď lidských buněčných linií melanomu nesoucích mutace onkogenů BRA F a NRA S na inhibici prvního kroku glykolýzy inhibitory hexokinázy 2-deoxyglukózou (2DG ) a 5-thioglukózou (5TG). Zatímco v buňkách nesoucích mutaci onkogenu BRA F nevyvolal přídavek inhibitorů glykolýzy žádnou změnu aktivity MAPK ERK , v buňkách nesoucích mutaci v onkogenu NRA S došlo k výraznému zvýšení hladiny aktivní, fosforylované formy ERK . V dalších experimentech jsme pak sledovali aktivitu dráhy kinázy ERK při současném působení inhibitorů glykolýzy a inhibitorů oxidativní fosforylace. Buňky byly ovlivněny 2-deoxyglukózou, specifickým inhibitorem mitochondriálního komplexu I nebo jejich kombinací. U buněk nesoucích mutaci onkogenu NRA S vyvolala přítomnost inhibitoru glykolýzy již zmíněné zvýšení aktivity ERK a současný přídavek inhibitoru oxidativní fosforylace tuto odpověď žádným způsobem neovlivnil. Naproti tomu v buňkách nesoucích mutaci onkogenu BRA F došlo při současném působení obou inhibitorů k velmi výraznému snížení hladiny aktivní formy kinázy ERK .

Naše výsledky naznačují významné rozdíly v odpovědi zástupců dvou hlavních podskupin maligního melanomu z hlediska aktivačních mutací dráhy MAPK na inhibici různých drah metabolizmu glukózy a mohly by mít význam pro nastavení terapeutických kombinací specifických inhibitorů MAPK a inhibitorů energetického metabolismu buňky tak, aby byla zajištěna optimální odpověď různých typů melanomu na cílenou protinádorovou terapii. Práce na tomto projektu byla podpořena Evropským fondem regionálního rozvoje (European Regional Development Fund – Project FNUSA-ICRC, No. CZ.1.05/1.1.00/02.0123).