Fatores de transcrição são proteínas que se ligam a sequências reguladoras de DNA e controlam a expressão de genes alvo. Quando mutados, amplificados ou ativados constitutivamente, os fatores de transcrição podem levar ao câncer por meio de programas desregulados de expressão gênica, afetando simultaneamente a entrada no ciclo celular, a sobrevivência, o metabolismo e a evasão imunológica. Ao contrário das quinases com bolsas de ligação de ATP bem definidas, os fatores de transcrição normalmente não possuem cavidades enzimáticas medicamentosas, tornando-os historicamente resistentes à inibição farmacológica direta. MYC e STAT3 são os fatores de transcrição oncogênicos mais importantes clinicamente, desregulados na maioria dos cânceres humanos.
MYC heterodimeriza com MAX através de domínios bHLH-LZ e liga sequências E-box em todo o genoma, conduzindo um programa transcricional incluindo biogênese de ribossomo, glicólise, entrada no ciclo celular e genes de evasão imunológica. STAT3 é fosforilado em Tyr705 por JAK quinases, dimeriza através da interação recíproca SH2-pTyr e liga elementos GAS para transcrever genes anti-apoptóticos (BCL2, MCL1), proliferativos (ciclina D1) e imunossupressores (IL-10, PD-L1). Ambos os fatores de transcrição criam amplos programas oncogênicos que promovem simultaneamente o crescimento, a sobrevivência e a evasão imunológica.
MYC heterodimeriza com MAX através de domínios bHLH-LZ e liga sequências E-box em todo o genoma, conduzindo um programa transcricional incluindo biogênese de ribossomo, glicólise, entrada no ciclo celular e genes de evasão imunológica. STAT3 é fosforilado em Tyr705 por JAK quinases, dimeriza através da interação recíproca SH2-pTyr e liga elementos GAS para transcrever genes anti-apoptóticos (BCL2, MCL1), proliferativos (ciclina D1) e imunossupressores (IL-10, PD-L1). Ambos os fatores de transcrição criam amplos programas oncogênicos que promovem simultaneamente o crescimento, a sobrevivência e a evasão imunológica.
A sinalização mitogênica (RAS/ERK, WNT/β-catenina) impulsiona o acúmulo de mRNA e proteína de MYC. ERK fosforila MYC em Ser62, estabilizando a proteína ao prevenir a fosforilação de Thr58 mediada por GSK3β (que tem como alvo MYC para a ubiquitinação de FBXW7). A meia-vida do MYC se estende de aproximadamente 20 a 60+ minutos sob sinalização sustentada.
MYC heterodimeriza com MAX através de domínios bHLH-LZ, formando um complexo de alta afinidade com atividade de ligação de DNA específica de sequência em motivos E-box (CACGTG). Nas células amplificadas por MYC, o MYC-MAX invade os intensificadores em todo o genoma de uma forma quase indiscriminada, amplificando a expressão de genes já ativos em vez de ativar seletivamente alvos silenciosos.
MYC-MAX recruta TRRAP (estrutura para complexos HAT), P-TEFb (CDK9/ciclina T para liberação de pausa de RNA Pol II) e BRD4 (leitor de acetil-lisina para intensificadores ativos). Juntos, esses complexos hiperativam o RNA Pol I, II e III simultaneamente – expandindo dramaticamente a biogênese do ribossomo e a capacidade de tradução.
A ativação do receptor de IL-6 desencadeia a transautofosforilação de JAK1/JAK2. As quinases JAK fosforilam STAT3 associado a gp130 em Tyr705. Phospho-Tyr705 forma uma interface de dímero SH2-pTyr com um segundo monômero STAT3, criando o dímero ativado que se transloca para o núcleo.
A inibição direta da dimerização MYC-MAX ou STAT3 SH2 é um desafio. As estratégias indiretas incluem inibidores de bromodomínio BET (JQ1, OTX015) que deslocam o BRD4 dos superintensificadores de MYC, reduzindo a transcrição de MYC; Inibidores Aurora A que desestabilizam a proteína MYC; e inibidores de JAK (ruxolitinibe) que suprimem a fosforilação de STAT3 a montante.
MYC é desregulado em ~70% dos cânceres humanos; A amplificação de MYCN é uma característica definidora de mau prognóstico no neuroblastoma de alto risco. A ativação constitutiva de STAT3 ocorre em aproximadamente 70% das malignidades hematológicas, carcinoma hepatocelular e muitos tumores sólidos. A natureza do factor de transcrição destas oncoproteínas – controlando simultaneamente centenas de genes alvo – explica porque é que a sua inibição pode ser tão eficaz: um único golpe a montante suprime todo um programa oncogénico.
Os fatores de transcrição são difíceis de inibir diretamente, portanto a pesquisa muitas vezes tem como alvo dependências que sustentam sua expressão ou atividade. As estratégias BET-bromodomain, CDK7 e Aurora-A foram estudadas em modelos e ensaios selecionados conduzidos por MYC, enquanto a inibição de JAK pode reduzir a sinalização STAT a montante em doenças definidas. Nenhum desses mecanismos torna o status MYC ou STAT3 uma instrução de tratamento independente; a identidade do agente, o envolvimento do alvo, a linhagem do tumor e o status atual do ensaio devem ser verificados.
Por que o MYC é tão difícil de atingir diretamente?
MYC carece de um sítio ativo de enzima clássico (bolsa de ligação de ATP, sulco de substrato) que pequenas moléculas podem ocupar com seletividade. Suas interações com MAX e DNA ocorrem em grandes interfaces proteína-proteína e proteína-DNA, sem cavidades profundas e drogáveis. Além disso, o MYC é intrinsecamente desordenado (sem estrutura tridimensional estável) até se ligar ao MAX, tornando o projeto de medicamentos baseado na estrutura um desafio. Abordagens indiretas direcionadas à transcrição de MYC (inibidores de BET), tradução ou estabilidade proteica são, portanto, mais tratáveis.
Como o STAT3 conduz a evasão imunológica em tumores?
A ativação constitutiva do tumor STAT3 transcreve fatores imunossupressores: IL-10 e TGF-β suprimindo células T citotóxicas e função de células NK; PD-L1 envolvendo PD-1 em células T para induzir anergia; VEGFA criando uma vasculatura imunossupressora com baixo tráfego de células T; e IDO1 que esgota o triptofano necessário para a proliferação de células T. STAT3 protege simultaneamente as células tumorais contra a morte e suprime a capacidade do sistema imunológico de executar a morte.
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