BRAF जीन फ़ंक्शन
बी-राफ प्रोटो-ओन्कोजीन, सेरीन/थ्रेओनीन किनेज़
सिंहावलोकन
बीआरएफ वी600ई ~50% मेलानोमा, ~60% पैपिलरी थायरॉयड कैंसर, ~10% कोलोरेक्टल कैंसर, और ~100% बालों वाली कोशिका ल्यूकेमिया में मौजूद है। V600E सक्रियण-लूप फॉस्फोराइलेशन की नकल करता है, जो RAS इनपुट के बिना मोनोमर-सक्रिय संवैधानिक MEK/ERK सिग्नलिंग को सक्षम करता है - एक प्रमुख विशेषता जो इसे कक्षा 2 और 3 BRAF म्यूटेशन से अलग करती है। बीआरएफ+एमईके अवरोधक संयोजन (डाब्राफेनीब+ट्रामेटिनिब; एन्कोराफेनीब+बिनीमेटिनिब) मेलेनोमा में 60% से अधिक प्रतिक्रिया दर प्राप्त करते हैं। कोलोरेक्टल कैंसर में, ईजीएफआर फीडबैक पुनर्सक्रियन के लिए ट्रिपल थेरेपी (बीआरएफ+एमईके+ईजीएफआर अवरोधक, बीकॉन परीक्षण) की आवश्यकता होती है। प्रतिरोध एनआरएएस उत्परिवर्तन, बीआरएफ स्प्लिस वेरिएंट और बीआरएफ प्रवर्धन के माध्यम से विकसित होता है - ये सभी ईआरके पुनर्सक्रियन पर केंद्रित होते हैं।
आणविक तंत्र
तंत्र सारांश
बीआरएफ वी600ई काइनेज सक्रियण लूप (स्थिति 600) पर वेलिन के लिए ग्लूटामेट का विकल्प देता है, फॉस्फोराइलेशन की नकल करता है और अपस्ट्रीम आरएएस सगाई या किनेज डिमराइजेशन के बिना संवैधानिक एमईके/ईआरके सक्रियण को सक्षम करता है। एक मोनोमर-सक्रिय काइनेज के रूप में, V600E सीआरएएफ डिमराइजेशन-निर्भर ईआरके पुनर्सक्रियन से बचता है जो विरोधाभासी रूप से तब होता है जब बीआरएफ अवरोधक आरएएस-जंगली-प्रकार की कोशिकाओं पर लागू होते हैं - अनिवार्य एमईके अवरोधक सह-उपचार के लिए यंत्रवत आधार। मेलेनोमा में प्राप्त प्रतिरोध मुख्य रूप से एनआरएएस उत्परिवर्तन (~20%), बीआरएफ स्प्लिस वेरिएंट में आरएएस-बाध्यकारी डोमेन (~15%), बीआरएफ वी600ई प्रवर्धन (~10%), या रिसेप्टर टायरोसिन कीनेज अपग्रेडेशन की कमी के माध्यम से ईआरके मार्ग आउटपुट को पुनर्स्थापित करता है - सभी एमईके/ईआरके पुनर्सक्रियन पर अभिसरण करते हैं।
चरण-दर-चरण तंत्र
वाइल्ड-टाइप बीआरएफ को जीटीपी-आरएएस द्वारा इसके आरएएस-बाइंडिंग डोमेन (आरबीडी) को बांधने से सक्रिय किया जाता है, जो सीआरएएफ या किसी अन्य बीआरएफ मोनोमर के साथ डिमराइजेशन को प्रेरित करता है और अवरोधक सेर365 से 14-3-3 विस्थापन को बढ़ावा देता है।
वी600ई प्रतिस्थापन 600 स्थिति पर सक्रियण लूप में एक ग्लूटामेट (फॉस्फोराइलेशन की नकल) पेश करता है, सक्रिय डीएफजी-इन संरचना को स्थिर करता है और डिमराइजेशन के बिना उत्प्रेरक गतिविधि को सक्षम करता है।
सक्रिय BRAF (जंगली-प्रकार या V600E) MEK1 को Ser218 पर और MEK2 को Ser222 पर फॉस्फोराइलेट करता है। सक्रिय MEK फिर Th185/Tyr187 पर ERK1/2 को दोहरे-फॉस्फोराइलेट करता है।
परमाणु ईआरके1/2 फॉस्फोराइलेट्स प्रतिलेखन कारक ईएलके1, एमवाईसी, और आरएसके, साइक्लिन डी1, एफओएस, जून और एंटी-एपोप्टोटिक प्रोटीन की अभिव्यक्ति को संचालित करते हैं। ट्रांसलेशनल नियंत्रण के लिए साइटोप्लाज्मिक ईआरके आरएसके और एमएनके को फॉस्फोराइलेट करता है।
ईआरके-मध्यस्थता नकारात्मक प्रतिक्रिया एसओएस1 और आरएएफ किनेसेस को फॉस्फोराइलेट करती है, जो आमतौर पर सिग्नल को क्षीण करती है। V600E-म्यूटेंट BRAF फीडबैक-प्रतिरोधी है, जो अधिकतम ERK आउटपुट को बनाए रखता है।
पहली पीढ़ी के बीआरएफ अवरोधक (वेमुराफेनीब) आरएएस-उत्परिवर्ती कोशिकाओं में बीआरएफ-सीआरएएफ हेटेरोडिमराइजेशन को बढ़ावा देकर, सीआरएएफ को सक्रिय करके और दवा-बाध्य बीआरएफ को दरकिनार करके विरोधाभासी रूप से ईआरके को सक्रिय करते हैं - अनिवार्य एमईके अवरोधक सह-उपचार के लिए यंत्रवत आधार।
अपस्ट्रीम रेगुलेटर
जीटीपी-आरएएस डिमराइजेशन और सक्रियण को बढ़ावा देने के लिए बीआरएफ आरबीडी को बांधता है; V600E इस आवश्यकता को दरकिनार कर देता है
बीआरएफ को स्वत: बाधित अवस्था में बनाए रखने के लिए फॉस्फो-सेर365/सेर729 को बाइंड करें; सक्रिय होने पर बाधित
चैपरोन उत्परिवर्ती बीआरएफ वी600ई; Hsp90 अवरोधक ओंकोप्रोटीन को अस्थिर करते हैं
डाउनस्ट्रीम लक्ष्य
ईआरके1/2 सक्रियण → प्रसार, अस्तित्व, विभेदन
झिल्ली पर ईआरके पाथवे असेंबली के लिए स्कैफोल्ड प्रोटीन
प्रमुख पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधन
काइनेज डोमेन सक्रिय करता है; V600E उत्परिवर्तन द्वारा नकल की गई
अनफॉस्फोराइलेटेड होने पर ऑटोइनहिबिटरी; आरएएस बाइंडिंग द्वारा जारी किया गया
मिसफोल्डेड/अतिरिक्त बीआरएफ का प्रोटीसोमल क्षरण
रोग तंत्र
बीआरएफ वी600ई ~50% मेलानोमा, ~60% पैपिलरी थायरॉयड कैंसर, ~10% कोलोरेक्टल कैंसर और लगभग सभी बालों वाली कोशिका ल्यूकेमिया में मौजूद है। उत्परिवर्तन अपस्ट्रीम विकास कारक नियंत्रण से अयुग्मित, एकल किनेज़ डोमेन से लगभग अधिकतम ईआरके आउटपुट प्रदान करता है। कोलोरेक्टल कैंसर में, बीआरएफ वी600ई विशेष रूप से खराब पूर्वानुमान देता है और सीपीजी द्वीप मिथाइलेटर फेनोटाइप (सीआईएमपी) और माइक्रोसैटेलाइट अस्थिरता से जुड़ा हुआ है। बीआरएफ-लक्षित थेरेपी में ऊतक-विशिष्ट सीमाएं क्यों हैं: (1) कोलोरेक्टल कैंसर में, ईजीएफआर फीडबैक लूप पुनर्सक्रियन बीआरएफ निषेध के 2-4 घंटों के भीतर होता है - ईजीएफआर अपग्रेडेशन केआरएएस/सीआरएएफ/एमईके/ईआरके को फिर से संलग्न करता है, जिससे एकल-एजेंट या दोहरी बीआरएफ+एमईके निषेध काफी हद तक अप्रभावी हो जाता है; ट्रिपल थेरेपी (एनकोराफेनीब + बिनीमेटिनिब + सेतुक्सिमैब, बीकॉन ट्रायल) ने मोनोथेरेपी के लिए ~2% की तुलना में 26% प्रतिक्रिया दर हासिल की। (2) मेलेनोमा में, अर्जित प्रतिरोध मुख्य रूप से ईआरके को पुनः सक्रिय करता है: एनआरएएस उत्परिवर्तन (~20%) सीआरएएफ डिमराइजेशन को संचालित करता है जो बाधित बीआरएफ वी600ई को बायपास करता है; आरएएस-बाध्यकारी डोमेन (~15%) की कमी वाले बीआरएफ स्प्लिस वेरिएंट आरएएस इंटरैक्शन के बिना संवैधानिक रूप से मंद हो जाते हैं; बीआरएफ प्रवर्धन (~10%) अवरोधक स्टोइकोमेट्री को अभिभूत कर देता है। (3) कक्षा 2 बीआरएफ उत्परिवर्तन (के601ई, जी469ए) और कक्षा 3 उत्परिवर्तन (डी594जी, जी596आर) वी600ई-चयनात्मक अवरोधकों द्वारा कवर नहीं किए जाते हैं - वे सक्रिय डिमर या आरएएस-संवेदीकृत बिगड़ा किनेसेस के रूप में संकेत देते हैं और एमईके अवरोधक या पैन-आरएएफ रणनीतियों की आवश्यकता होती है। (4) प्रथम-पंक्ति प्रतिरोध के बाद वैकल्पिक बीआरएफ/एमईके अवरोधक संयोजन के साथ पुनः चुनौती मेलेनोमा रोगियों के एक उपसमूह में गतिविधि दिखाती है, जो अपूर्ण क्रॉस-प्रतिरोध का सुझाव देती है।
डेटाबेस संदर्भ
प्रमुख रास्ते
- ·एमएपीके/ईआरके सिग्नलिंग
- ·आरएएस सिग्नलिंग
- ·आरएएफ/एमईके/ईआरके कैस्केड
- ·बीआरएफ अवरोधक प्रतिरोध
रोग संघ
- ·मेलेनोमा
- ·कोलोरेक्टल कैंसर (बीआरएफ वी600ई खराब रोग का निदान)
- ·पैपिलरी थायराइड कैंसर
- ·बालों वाली कोशिका ल्यूकेमिया
अनुसंधान गतिविधि
BRAF एक सक्रिय रूप से अध्ययन किया गया लक्ष्य है: के बारे में 175+ इसका उल्लेख करने वाले क्लिनिकल परीक्षण वर्तमान में क्लिनिकलट्रायल्स.जीओवी पर भर्ती किए जा रहे हैं। परीक्षण गतिविधि अनुसंधान रुचि को दर्शाती है, सिद्ध लाभ को नहीं - डिज़ाइन, समापन बिंदु और आबादी व्यापक रूप से भिन्न होती है।
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कार्यात्मक भागीदार
के बारे में सामान्य प्रश्न BRAF
BRAF V600E उत्परिवर्तन क्या है?
बीआरएफ वी600ई काइनेज सक्रियण लूप में स्थिति 600 पर वेलिन के लिए ग्लूटामेट का स्थान लेता है, फॉस्फोराइलेशन की नकल करता है और बीआरएफ को संवैधानिक रूप से सक्रिय संरचना में लॉक करता है। उत्परिवर्ती काइनेज सेल प्रसार को चलाने के लिए एमईके और ईआरके के माध्यम से लगातार संकेत देता है, अपस्ट्रीम आरएएस सक्रियण के लिए सामान्य आवश्यकता को पूरी तरह से दरकिनार कर देता है।
क्या बीआरएफ़ एक ऑन्कोजीन या ट्यूमर दमनकर्ता है?
बीआरएफ एक प्रोटो-ओन्कोजीन है - इसका जंगली-प्रकार का रूप आरएएस सिग्नलिंग के जवाब में सामान्य कोशिका वृद्धि को बढ़ावा देता है, लेकिन वी600ई जैसे उत्परिवर्तन को सक्रिय करने से यह एक चालक ऑन्कोजीन बन जाता है। एक एकल BRAF V600E उत्परिवर्तन कोशिकाओं को बदलने के लिए पर्याप्त है, जो शास्त्रीय ऑन्कोजीन के प्रमुख लाभ-कार्य व्यवहार के अनुरूप है।
बीआरएफ़ अवरोधक कैसे काम करते हैं और उन्हें एमईके अवरोधकों के साथ क्यों जोड़ा जाता है?
बीआरएफ अवरोधक (वेमुराफेनीब, डाब्राफेनीब) बीआरएफ वी600ई के एटीपी-बाइंडिंग पॉकेट पर कब्जा कर लेते हैं, जिससे ईआरके मार्ग सक्रियण अवरुद्ध हो जाता है। मोनोथेरेपी सीआरएएफ डिमराइजेशन के माध्यम से आरएएस-जंगली-प्रकार की कोशिकाओं में विरोधाभासी ईआरके सक्रियण का कारण बनती है; डाउनस्ट्रीम में MEK इनहिबिटर (ट्रामेटिनिब) जोड़ने से यह पलटाव रुकता है और प्रतिरोध में देरी होती है।
BRAF V600E में कौन से कैंसर होते हैं?
बीआरएफ वी600ई लगभग 50% त्वचीय मेलानोमा, 60% पैपिलरी थायराइड कैंसर, 10% कोलोरेक्टल कैंसर और बालों वाली कोशिका ल्यूकेमिया (~100%) में होता है। संयुक्त बीआरएफ/एमईके निषेध ने मेलेनोमा में उपचार के परिणामों को बदल दिया है, प्रतिक्रिया दर 60% से अधिक है।
बीआरएफ अवरोधक कोलोरेक्टल कैंसर में विफल क्यों होते हैं लेकिन मेलेनोमा में काम करते हैं?
मुख्य अंतर ईजीएफआर फीडबैक पुनर्सक्रियन है। कोलोरेक्टल कैंसर में, बीआरएफ अवरोध के कारण ईजीएफआर लिगैंड सिग्नलिंग का तेजी से (2-4 घंटों के भीतर) अपनियमन होता है जो आरएएस→सीआरएएफ→एमईके→ईआरके को पुनः सक्रिय करता है, दवा-अवरुद्ध बीआरएफ वी600ई को पूरी तरह से दरकिनार कर देता है। कोलोरेक्टल कोशिकाएं ईजीएफआर के उच्च स्तर को व्यक्त करती हैं और मजबूत प्रतिक्रिया प्रेरण दिखाती हैं, जबकि मेलानोसाइट्स कम ईजीएफआर व्यक्त करते हैं और ईआरके आउटपुट के लिए विशेष रूप से बीआरएफ वी600ई पर निर्भर होते हैं। यही कारण है कि कोलोरेक्टल बीआरएफ वी600ई को ईजीएफआर को एक साथ ब्लॉक करने के लिए ट्रिपल थेरेपी (एनकोराफेनिब + बिनीमेटिनिब + सेतुक्सिमैब, बीकॉन ट्रायल) की आवश्यकता होती है, जिससे एकल-एजेंट बीआरएफ निषेध के लिए ~26% बनाम ~2% की प्रतिक्रिया दर प्राप्त होती है।
कक्षा 1, 2, और 3 बीआरएफ उत्परिवर्तन क्या हैं और वर्गीकरण क्यों मायने रखता है?
बीआरएफ उत्परिवर्तन को उनके सिग्नलिंग तंत्र द्वारा वर्गीकृत किया जाता है: कक्षा 1 (वी600ई, वी600के) मोनोमर-सक्रिय, आरएएस-स्वतंत्र, और वेमुराफेनीब और एन्कोराफेनीब जैसे वी600ई-चयनात्मक अवरोधकों के प्रति अत्यधिक संवेदनशील हैं। कक्षा 2 (K601E, G469A, फ़्यूज़न) सक्रिय आरएएस-स्वतंत्र डिमर के रूप में संकेत - V600E-चयनात्मक अवरोधक सीआरएएफ ट्रांसएक्टिवेशन के माध्यम से कक्षा 2 ट्यूमर में ईआरके को विरोधाभासी रूप से सक्रिय करते हैं; इनके लिए MEK अवरोधकों या अगली पीढ़ी के पैन-आरएएफ अवरोधकों की आवश्यकता होती है। कक्षा 3 (डी594जी, जी596आर) उत्प्रेरक रूप से क्षीण हैं और सीआरएएफ के साथ आरएएस-संचालित डिमराइजेशन के माध्यम से संकेत देते हैं, जो उन्हें प्रभावी रूप से आरएएस-निर्भर बनाता है; मानक बीआरएफ अवरोधक मदद नहीं करते हैं और यह दृष्टिकोण अपस्ट्रीम आरएएस-सक्रिय उत्परिवर्तन के इलाज के समान है। वर्गीकरण यह निर्धारित करता है कि कौन सी चिकित्सीय रणनीति उपयुक्त है।
मेलेनोमा में बीआरएफ/एमईके अवरोधक उपचार के बाद कौन से प्रतिरोध तंत्र विकसित होते हैं?
मेलेनोमा में बीआरएफ़ + एमईके अवरोधकों के प्रति अर्जित प्रतिरोध मुख्य रूप से एमएपीके/ईआरके मार्ग को पुनः सक्रिय करता है: एनआरएएस सक्रिय उत्परिवर्तन (प्रतिरोध मामलों का ~20%) आरएएस-जीटीपी-संचालित सीआरएएफ डिमराइजेशन प्रदान करता है जो बाधित बीआरएफ़ वी600ई को बायपास करता है; बीआरएफ वी600ई स्प्लिस वेरिएंट जो एन-टर्मिनल आरएएस-बाइंडिंग डोमेन (~15%) खो देते हैं, वे वी600ई-चयनात्मक अवरोधकों के लिए प्रतिरोधी संवैधानिक डिमर बनाते हैं; BRAF V600E प्रवर्धन अवरोधक बाइंडिंग क्षमता को बढ़ा देता है; MEK1/2 उत्परिवर्तन (MEK1 P124L/S, MEK2 C125S) अवरोधक बंधन को कम करते हैं या स्वयं सक्रिय परिवर्तन का गठन करते हैं। AKT/PI3K पाथवे हाइपरएक्टिवेशन (PTEN लॉस, PIK3CA म्यूटेशन) के माध्यम से गैर-MAPK बाईपास ~15% प्रतिरोध का प्रतिनिधित्व करता है और इसके लिए PI3K या AKT अवरोधक रणनीतियों के संयोजन की आवश्यकता होती है।