Cara Kerja Inhibitor mTOR: Rapalog dan Masalah Umpan Balik
mTOR adalah pengontrol pusat pertumbuhan sel yang bertindak melalui dua kompleks, mTORC1 dan mTORC2. Inhibitor mTOR yang disetujui dalam onkologi - everolimus dan temsirolimus - adalah 'rapalog', analog dari rapamycin yang menghambat mTORC1 secara parsial dan tidak langsung. Tindakan parsial tersebut menjelaskan sebagian besar perilaku mereka.
Jawaban Cepat
mTOR adalah pengontrol pusat pertumbuhan sel yang bertindak melalui dua kompleks, mTORC1 dan mTORC2. Inhibitor mTOR yang disetujui dalam onkologi - everolimus dan temsirolimus - adalah 'rapalog', analog dari rapamycin yang menghambat mTORC1 secara parsial dan tidak langsung. Tindakan parsial tersebut menjelaskan sebagian besar perilaku mereka.
Perbandingan berdampingan
Bagaimana rapalog alosterik dibandingkan dengan inhibitor mTOR kinase kompetitif ATP yang sedang dikembangkan untuk mengatasi keterbatasannya.
| Properti | Rapalog (everolimus, temsirolimus) | Inhibitor mTOR kinase kompetitif ATP |
|---|---|---|
| Mekanisme | Alosterik, melalui FKBP12 | Mengikat situs aktif mTOR kinase |
| penghambatan mTORC1 | Parsial: kuat pada S6K, lemah pada 4E-BP1 | Selesai |
| penghambatan mTORC2 | Minimal | Ya |
| Umpan balik AKT memantul | Terkemuka | Sangat dihindari |
| Status dalam onkologi | Disetujui pada pengaturan payudara, ginjal, neuroendokrin, dan TSC | Investigasi; toksisitas yang lebih tepat sasaran |
Apa yang Dikontrol mTORC1
mTORC1 mengintegrasikan pensinyalan faktor pertumbuhan (melalui PI3K-AKT), status nutrisi dan energi, serta stres. Ketika aktif, ia meningkatkan sintesis protein dan lipid dan memblokir autophagy, sebagian besar dengan memfosforilasi S6 kinase dan 4E-BP1. Kompleks TSC1-TSC2 adalah rem utama pada mTORC1; hilangnya salah satu akan melepaskannya.
mTORC2, kompleks terpisah, memfosforilasi dan membantu mengaktifkan AKT sepenuhnya.
Bagaimana Rapalog Menghambatnya
Rapalog mengikat protein FKBP12, dan kompleksnya kemudian mengikat mTOR di lokasi di luar situs aktif kinase, meredam mTORC1 secara alosterik. Hal ini menghambat fosforilasi S6 kinase dengan kuat tetapi 4E-BP1 hanya lemah dan sementara, sehingga translasi yang bergantung pada topi tidak sepenuhnya dihentikan.
mTORC2 sebagian besar tidak terpengaruh oleh paparan rapalog jangka pendek. Jadi rapalog memblokir bagian dari mTORC1 dan membiarkan mTORC2 tetap utuh.
Putaran Umpan Balik
mTORC1 aktif biasanya menekan pensinyalan kembali ke PI3K melalui S6 kinase. Ketika rapalog menghilangkan penindasan tersebut, aktivitas PI3K-AKT pulih kembali, dan dengan mTORC2 yang masih berfungsi, AKT dapat menjadi lebih aktif dari sebelumnya.
Reaktivasi umpan balik ini menumpulkan kemanjuran rapalog agen tunggal dan merupakan alasan untuk menggabungkannya dengan terapi endokrin atau inhibitor PI3K/AKT.
Dimana Digunakan
Everolimus digunakan dengan exemestane pada kanker payudara stadium lanjut yang reseptor hormon positif setelah perkembangan pada inhibitor aromatase non-steroid (BOLERO-2), pada karsinoma sel ginjal stadium lanjut, pada tumor neuroendokrin pankreas dan paru-paru, dan pada tumor terkait kompleks tuberous sclerosis di mana hilangnya TSC membuat sel bergantung pada mTOR. Temsirolimus digunakan pada karsinoma sel ginjal.
Efek kelas termasuk sariawan (stomatitis), pneumonitis non-infeksi, hiperglikemia dan hiperlipidemia, dan imunosupresi.
Dosis dan Efek Kelas secara Detail
Everolimus adalah tablet oral yang diminum sekali sehari dengan dosis yang bervariasi berdasarkan indikasi; temsirolimus adalah infus intravena mingguan yang diberikan dengan premedikasi antihistamin. Keduanya merupakan substrat CYP3A dengan potensi interaksi obat yang besar, dan kadar everolimus dalam darah terkadang diukur untuk memandu pemberian dosis pada penggunaan non-onkologisnya.
Efek kelas mengikuti biologi: stomatitis seringkali merupakan masalah pertama dan paling membatasi dan dapat dikurangi dengan obat kumur kortikosteroid; pneumonitis non-infeksi dapat muncul pada pencitraan sebelum gejala muncul; hiperglikemia dan hiperlipidemia mencerminkan efek metabolik; dan imunosupresi meningkatkan risiko infeksi. Penyembuhan luka terganggu, sehingga pemberian dosis dihentikan sementara sekitar operasi.
Poin Penting
- ·Rapalog secara alosterik dan sebagian menghambat mTORC1, sangat mengurangi sinyal S6K tetapi tidak 4E-BP1.
- ·Menghilangkan umpan balik mTORC1 pada PI3K akan mengaktifkan kembali AKT, sehingga membatasi kemanjuran agen tunggal.
- ·Mereka bekerja paling baik jika sel bergantung pada mTOR (kehilangan TSC) atau dikombinasikan dengan terapi endokrin atau sumbu PI3K.
Tempatkan gen-gen ini dalam konteks jalur
Pertanyaan yang sering diajukan
Mengapa rapalog hanya memblokir sebagian mTOR?
Mereka bertindak secara alosterik melalui FKBP12 di lokasi di luar kantong kinase, sangat mengurangi sinyal S6-kinase tetapi hanya mempengaruhi 4E-BP1 secara lemah dan sementara, dan membiarkan sebagian besar mTORC2 tetap utuh.
Apa putaran umpan balik yang membatasi rapalog?
mTORC1 aktif biasanya menahan pensinyalan kembali ke PI3K. Saat rapalog menghilangkan hambatan tersebut, aktivitas PI3K-AKT akan pulih kembali — dan dengan mTORC2 yang masih berfungsi, AKT dapat menjadi lebih aktif dibandingkan sebelumnya, sehingga menumpulkan efek agen tunggal.
Di manakah inhibitor mTOR bekerja paling baik?
Dimana sel benar-benar bergantung pada mTOR, seperti tumor dengan kehilangan TSC1/TSC2, atau bila dikombinasikan dengan terapi endokrin atau inhibitor sumbu PI3K daripada digunakan sendiri.
Referensi
Lanjutkan Membaca
Cara Kerja Alpelisib: Menargetkan Isoform Alfa PI3K
3 menit membaca
Pensinyalan mTOR dan Terapi Kanker
4 menit membaca
mTORC1 vs mTORC2: Dua Kompleks, Pekerjaan Berbeda
3 menit membaca
TSC1 dan TSC2: Rem Hulu mTORC1
3 menit membaca
Mutasi EGFR di NSCLC: Pengujian, Inhibitor dan Resistensi
5 menit membaca
Biomarker Jalur PI3K: PIK3CA, PTEN, AKT1 dan Selanjutnya
3 menit membaca
Pilih langkah penelitian Anda berikutnya
Beralih dari penjelasan ini ke profil gen, peta jalur, atau pembaruan bukti berikutnya.
MTOR punya 75+ uji coba yang saat ini dilakukan di ClinicalTrials.gov. Intisari GeneAnalyses merangkum yang baru dan yang diubah setiap hari.