BRAF وظيفة الجين
بروتو-أونكوجين بي-راف، سيرين/ثريونين كيناز
نظرة عامة
يتواجد BRAF V600E في حوالي 50% من الأورام الميلانينية، وحوالي 60% من سرطانات الغدة الدرقية الحليمية، وحوالي 10% من سرطانات القولون والمستقيم، وحوالي 100% من سرطانات الدم مشعرة الخلايا. يحاكي V600E فسفرة حلقة التنشيط، مما يتيح إشارات MEK/ERK التأسيسية النشطة للمونومر دون إدخال RAS - وهي ميزة رئيسية تميزه عن طفرات الفئة 2 و3 BRAF. مجموعات مثبطات BRAF+MEK (dabrafenib+trametinib; encorafenib+binimetinib) تحقق معدلات استجابة تزيد عن 60% في سرطان الجلد. في سرطان القولون والمستقيم، تتطلب إعادة تنشيط ردود فعل EGFR علاجًا ثلاثيًا (مثبط BRAF+MEK+EGFR، تجربة BEACON). تتطور المقاومة من خلال طفرات NRAS، ومتغيرات لصق BRAF، وتضخيم BRAF - وكلها تتقارب عند إعادة تنشيط ERK.
الآلية الجزيئية
ملخص الآلية
يستبدل BRAF V600E الغلوتامات بالفالين في حلقة تنشيط الكيناز (الموضع 600)، ومحاكاة الفسفرة وتمكين تنشيط MEK/ERK التأسيسي دون مشاركة RAS في المنبع أو تمييع الكيناز. بصفته كيناز مونومر نشط، يتجنب V600E إعادة تنشيط ERK المعتمد على تقليص حجم CRAF والذي يحدث بشكل متناقض عندما يتم تطبيق مثبطات BRAF على خلايا من النوع البري RAS - الأساس الميكانيكي للعلاج المشترك الإلزامي لمثبط MEK. تعمل المقاومة المكتسبة في سرطان الجلد في الغالب على استعادة مخرجات مسار ERK عبر طفرات NRAS (~ 20٪)، أو متغيرات لصق BRAF التي تفتقر إلى مجال ربط RAS (~ 15٪)، أو تضخيم BRAF V600E (~ 10٪)، أو تنظيم مستقبلات التيروزين كيناز - جميعها تتقارب عند إعادة تنشيط MEK/ERK.
آلية خطوة بخطوة
يتم تنشيط Wild-type BRAF بواسطة GTP-RAS الذي يربط مجال ربط RAS الخاص به (RBD)، مما يؤدي إلى dimerization باستخدام CRAF أو مونومر BRAF آخر ويعزز إزاحة 14-3-3 من Ser365 المثبط.
يقدم استبدال V600E غلوتامات (تقليد الفسفرة) في حلقة التنشيط عند الموضع 600، مما يؤدي إلى استقرار التشكل النشط DFG-in وتمكين النشاط التحفيزي بدون تمييع.
فسفوريلات BRAF النشطة (النوع البري أو V600E) MEK1 عند Ser218 وMEK2 عند Ser222. تم تنشيط MEK ثم فسفوريلات مزدوجة ERK1/2 عند Thr185/Tyr187.
عوامل نسخ فسفوريلات ERK1/2 النووية ELK1، وMYC، وRSK، تدفع التعبير عن cyclin D1، وFOS، وJUN، والبروتينات المضادة لموت الخلايا المبرمج. فسفرات ERK السيتوبلازمية RSK وMNK للتحكم الترجمي.
تفسفر ردود الفعل السلبية بوساطة ERK إنزيمات SOS1 وRAF، مما يؤدي عادة إلى تخفيف الإشارة. يتميز V600E-mutant BRAF بأنه مقاوم للتغذية الراجعة، ويحافظ على الحد الأقصى من خرج ERK.
تعمل مثبطات BRAF من الجيل الأول (vemurafenib) على نحو متناقض على تنشيط ERK في الخلايا المتحولة RAS من خلال تعزيز التغاير المتغاير BRAF-CRAF، ومعاملات CRAF وتجاوز BRAF المرتبط بالعقاقير - الأساس الميكانيكي للعلاج المشترك الإلزامي لمثبط MEK.
منظمات المنبع
يربط GTP-RAS BRAF RBD لتعزيز التصغير والتنشيط؛ يتجاوز V600E هذا المطلب
ربط phospho-Ser365/Ser729 للحفاظ على BRAF في حالة التثبيط الذاتي؛ تعطلت عند التنشيط
المرافقون المتحولون BRAF V600E؛ تعمل مثبطات Hsp90 على زعزعة استقرار البروتين الورمي
أهداف المصب
تفعيل ERK1/2 → الانتشار والبقاء والتمايز
بروتين السقالة لتجميع مسار ERK في الغشاء
التعديلات الرئيسية بعد الترجمة
ينشط مجال الكيناز؛ تحاكي طفرة V600E
مثبط ذاتي عندما لا يتم فسفرته؛ صدر عن طريق RAS ملزمة
التحلل البروتيزومي لـ BRAF الخاطئ/الزائد
آلية المرض
يتواجد BRAF V600E في حوالي 50% من الأورام الميلانينية، وحوالي 60% من سرطانات الغدة الدرقية الحليمية، وحوالي 10% من سرطانات القولون والمستقيم، وفي جميع حالات سرطان الدم مشعرة الخلايا تقريبًا. توفر الطفرة مخرجات ERK شبه القصوى من مجال كيناز واحد، غير منفصل عن التحكم في عامل النمو الأولي. في سرطان القولون والمستقيم، يمنح BRAF V600E تشخيصًا سيئًا بشكل خاص ويرتبط بالنمط الظاهري لميثيل جزيرة CpG (CIMP) وعدم استقرار الأقمار الصناعية الصغيرة. لماذا يحتوي العلاج الذي يستهدف BRAF على قيود خاصة بالأنسجة: (1) في سرطان القولون والمستقيم، تحدث إعادة تنشيط حلقة ردود الفعل EGFR خلال 2-4 ساعات من تثبيط BRAF - يعيد تنظيم EGFR إشراك KRAS/CRAF/MEK/ERK، مما يجعل تثبيط BRAF+MEK بعامل واحد أو مزدوج غير فعال إلى حد كبير؛ حقق العلاج الثلاثي (إنكورافينيب + بينيميتينيب + سيتوكسيماب، تجربة BEACON) معدلات استجابة بنسبة 26% مقابل 2% تقريبًا للعلاج الأحادي. (2) في سرطان الجلد، تعمل المقاومة المكتسبة في الغالب على إعادة تنشيط ERK: طفرات NRAS (~ 20٪) تؤدي إلى تمييع CRAF الذي يتجاوز BRAF V600E المثبط؛ متغيرات لصق BRAF التي تفتقر إلى مجال ربط RAS (~ 15٪) تتضاءل بشكل أساسي دون تفاعل RAS؛ تضخيم BRAF (~ 10٪) يطغى على قياس العناصر الكيميائية المثبطة. (3) طفرات الفئة 2 BRAF (K601E، G469A) وطفرات الفئة 3 (D594G، G596R) لا تغطيها مثبطات V600E الانتقائية - فهي تشير إلى أنها ثنائية نشطة أو كينازات ضعيفة حساسة لـ RAS وتتطلب مثبطات MEK أو استراتيجيات عموم RAF. (4) إعادة التحدي باستخدام مجموعة مثبطات BRAF/MEK البديلة بعد أن أظهرت مقاومة الخط الأول نشاطًا في مجموعة فرعية من مرضى سرطان الجلد، مما يشير إلى مقاومة متقاطعة غير كاملة.
مراجع قاعدة البيانات
المسارات الرئيسية
- ·تشوير MAPK/ERK
- ·إشارة RAS
- ·سلسلة سلاح الجو الملكي البريطاني/مجاهدي خلق/ERK
- ·مقاومة مثبط BRAF
جمعيات الأمراض
- ·سرطان الجلد
- ·سرطان القولون والمستقيم (سوء تشخيص BRAF V600E)
- ·سرطان الغدة الدرقية الحليمي
- ·سرطان الدم مشعر الخلايا
النشاط البحثي
BRAF هو هدف تمت دراسته بشكل نشط: حول 175+ يتم حاليًا تجنيد التجارب السريرية التي تذكر ذلك على ClinicalTrials.gov. يعكس النشاط التجريبي اهتمامًا بحثيًا، وليس فائدة مثبتة، إذ تختلف التصميمات ونقاط النهاية والمجموعات السكانية بشكل كبير.
تتبع تجارب BRAF
تجارب الأورام الجديدة والمتغيرة، ملخصة بلغة واضحة كل يوم.
الشركاء الوظيفيون
أسئلة شائعة حول BRAF
ما هي طفرة BRAF V600E؟
يستبدل BRAF V600E الغلوتامات بالفالين في الموضع 600 في حلقة تنشيط الكيناز، مما يحاكي الفسفرة ويقفل BRAF في شكل نشط بشكل أساسي. يرسل الكيناز المتحول إشارات باستمرار من خلال MEK وERK لتحفيز تكاثر الخلايا، متجاوزًا تمامًا المتطلبات العادية لتنشيط RAS في المراحل الأولية.
هل BRAF عبارة عن جينة مسرطنة أو مثبط للورم؟
BRAF هو جين ورم أولي - يعزز شكله البري نمو الخلايا الطبيعي استجابة لإشارة RAS، لكن تنشيط الطفرات مثل V600E يجعله جينًا ورمًا محركًا. تعد طفرة BRAF V600E واحدة كافية لتحويل الخلايا، بما يتوافق مع سلوك اكتساب الوظيفة السائد للجينات المسرطنة الكلاسيكية.
كيف تعمل مثبطات BRAF ولماذا يتم دمجها مع مثبطات MEK؟
تشغل مثبطات BRAF (vemurafenib، dabrafenib) جيب ربط ATP لـ BRAF V600E، مما يمنع تنشيط مسار ERK. يؤدي العلاج الأحادي إلى تنشيط ERK المتناقض في الخلايا البرية من النوع RAS من خلال تمييع CRAF ؛ إن إضافة مثبط مجاهدي خلق (تراميتينيب) في اتجاه مجرى النهر يمنع هذا الارتداد ويؤخر المقاومة.
ما هي أنواع السرطان التي تحمل BRAF V600E؟
يحدث BRAF V600E في حوالي 50% من الأورام الميلانينية الجلدية، و60% من سرطانات الغدة الدرقية الحليمية، و10% من سرطانات القولون والمستقيم، وسرطان الدم مشعر الخلايا (~100%). أدى تثبيط BRAF/MEK المشترك إلى تحويل نتائج العلاج في سرطان الجلد، حيث تجاوزت معدلات الاستجابة 60%.
لماذا تفشل مثبطات BRAF في سرطان القولون والمستقيم ولكنها فعالة في سرطان الجلد؟
والفرق الرئيسي هو إعادة تنشيط ردود فعل EGFR. في سرطان القولون والمستقيم، يؤدي تثبيط BRAF إلى تنظيم سريع (خلال 2-4 ساعات) لإشارات EGFR التي تعيد تنشيط RAS → CRAF → MEK → ERK، متجاوزًا تمامًا BRAF V600E المانع للعقاقير. تعبر خلايا القولون والمستقيم عن مستويات عالية من EGFR وتظهر تحريضًا قويًا للتغذية المرتدة، في حين تعبر الخلايا الصباغية عن EGFR منخفض وتعتمد بشكل أكثر حصريًا على BRAF V600E لإخراج ERK. ولهذا السبب يتطلب BRAF V600E القولون والمستقيم علاجًا ثلاثيًا (encorafenib + binimetinib + cetuximab، تجربة BEACON) لمنع EGFR في وقت واحد، وتحقيق معدلات استجابة تبلغ ~ 26٪ مقابل ~ 2٪ لتثبيط BRAF بعامل واحد.
ما هي طفرات الفئة 1 و2 و3 BRAF ولماذا يعتبر التصنيف مهمًا؟
يتم تصنيف طفرات BRAF بواسطة آلية الإشارة الخاصة بها: الفئة 1 (V600E، V600K) هي مونومر نشط، مستقلة عن RAS، وحساسة للغاية للمثبطات الانتقائية لـ V600E مثل vemurafenib وencorafenib. تشير الفئة 2 (K601E، G469A، الاندماج) إلى أنها مثبطات نشطة مستقلة عن RAS - تعمل مثبطات V600E الانتقائية على تنشيط ERK بشكل متناقض في أورام الفئة 2 من خلال معاملات CRAF؛ هذه تتطلب مثبطات مجاهدي خلق أو مثبطات عموم RAF من الجيل التالي. الفئة 3 (D594G، G596R) تعاني من ضعف تحفيزي وتشير من خلال تقليص الحجم الناتج عن RAS باستخدام CRAF، مما يجعلها تعتمد بشكل فعال على RAS؛ لا تساعد مثبطات BRAF القياسية، ويشبه النهج علاج الطفرات المنشطة لـ RAS. ويحدد التصنيف الإستراتيجية العلاجية المناسبة.
ما هي آليات المقاومة التي تتطور بعد العلاج بمثبط BRAF/MEK في سرطان الجلد؟
المقاومة المكتسبة لمثبطات BRAF + MEK في سرطان الجلد تعيد في الغالب تنشيط مسار MAPK/ERK: توفر طفرات التنشيط NRAS (~ 20% من حالات المقاومة) تمييع CRAF الموجه بواسطة RAS-GTP والذي يتجاوز BRAF V600E المثبط؛ تشكل متغيرات لصق BRAF V600E التي تفقد مجال ربط RAS للمحطة N (حوالي 15٪) قواطع تأسيسية مقاومة لمثبطات V600E الانتقائية؛ تضخيم BRAF V600E يطغى على قدرة ربط المثبط؛ تعمل طفرات MEK1/2 (MEK1 P124L/S، MEK2 C125S) على تقليل الارتباط المثبط أو تشكل تعديلات منشطة بحد ذاتها. يمثل تجاوز غير MAPK من خلال فرط تنشيط مسار AKT / PI3K (فقد PTEN، طفرة PIK3CA) حوالي 15٪ من المقاومة ويتطلب مجموعة من استراتيجيات مثبط PI3K أو AKT.