Kinases still remain the most favorable members of the druggable genome, and there are an increasing number of kinase inhibitors approved by the FDA to treat a variety of cancers. Here, we summarize recent developments in targeting kinases and pseudokinases with some examples. Targeting the cell cycle machinery garnered significant clinical success, however, a large section of the kinome remains understudied. We also review recent developments in the understanding of pseudokinases and discuss approaches on how to effectively target in cancer.
Η ομόλογη της τενσίνης, φωσφατάση (PTEN), το γονίδιο της οποίας συνήθως παρουσιάζει έλλειψη ετεροζυγωτίας στο χρωμόσωμα 10, έχει χαρακτηριστεί ως ένα από τα πιο συνήθη ογκοκατασταλτικά γονίδια που εμφανίζουν μεταλλάξεις. Η απώλεια της δραστικότητάς της είτε σε πρωτεϊνικό, είτε σε γονιδιακό επίπεδο έχει συσχετισθεί με ποικίλους πρωτοπαθείς και μεταστατικούς καρκίνους, όπως του μαστού.Η παρούσα διατριβή μελετά την ετεροζυγωτία, τις μεταλλάξεις και την πρωτεϊνική έκφραση της PTEN, της PI3K και των τριών ισομορφών της Akt (Akt1, Akt2 και Akt3) σε 43 άτομα με καρκίνο του μαστού ή πρόδρομων μορφών του καθώς και 10 υγιών ατόμων. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης των μικροδορυφορικών περιοχών του γονιδίου pten, χρησιμοποιώντας τους δείκτες D10S215, D10S541 και D10S579, υποδεικνύουν ότι η παρατηρούμενη ετεροζυγωτία (HO) είναι σε χαμηλότερα επίπεδα από την αντίστοιχη αναμενόμενη (HS) σε καλοήθεις και κακοήθεις παθήσεις του μαστού. Η αλληλούχηση των εξονίων 1, 5, 7 και 9 του γονιδίου pten υπέδειξε μια πληθώρα μεταλλάξεων, οι περισσότερες εκ των οποίων προκαλούν περικομμένες μορφές της πρωτεΐνης με αποτέλεσμα την απώλεια της δραστικότητάς της. Επίσης, παρατηρήθηκαν αυξημένα επίπεδα έκφρασης της PTEN και της φωσφορυλιωμένης της μορφής Ρ-PTEN, μετά από ανίχνευση των πρωτεϊνών με ανοσοαποτύπωση. Τα αντίστοιχα επίπεδα των τριών ισομορφών της Akt ποικίλουν ανάλογα με το στάδιο του καρκίνου. Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης προτείνουν πως υπάρχει συσχέτιση μεταξύ του καρκίνου του μαστού και των μεταλλάξεων του γονιδίου pten, προκαλώντας περικομμένες μορφές της πρωτεΐνης, υποδεικνύοντας με αυτό τον τρόπο ότι η καρκινογένεση του μαστού πιθανώς να συσχετίζεται με την απώλεια της δραστικότητας της PTEN και όχι της έκφρασής της. Συνεπώς, το περιφερικό αίμα μπορεί να αποτελέσει μια αξιόπιστη πηγή για την εύρεση μεταλλάξεων του γονιδίου pten καθώς και της πρωτεϊνικής του έκφρασης στον καρκίνο.Ποικίλα συστήματα μεταφοράς έχουν αναπτυχθεί με στόχο τους καρκινικούς ιστούς, αλλά με περιορισμένη επιτυχία λόγω της μειωμένης δυνατότητας καθήλωσης πρωτεϊνών, ελέγχου του όγκου των εισερχόμενων σωματιδίων και της τοξικότητας που εμφανίζουν. Η παρούσα διατριβή μελετά τις δυνατότητες των πολυφλοιϊκών νανοσωλήνων άνθρακα ως φορείς της φυσιολογικής PTEN σε καρκινικά κύτταρα του μαστού.Η κλωνοποίηση, υπερέκφραση και απομόνωση της ανασυνδυασμένης PTEN καθώς και δύο περικομμένων της μορφών, που αποτελούνται από την αμινοτελική και καρβοξυτελική περιοχή, αντίστοιχα, επετεύχθη σε κύτταρα E. coli. Έπειτα σχεδιάστηκε ένα σύστημα πρωτεϊνικής μεταφοράς της PTEN καθώς και των περικομμένων μορφών της, βασιζόμενο σε νανοσωλήνες άνθρακα (CNTs). Η κατηγορία αυτή των νανοσωλήνων είναι κατάλληλη για τέτοιου είδους εφαρμογές λόγω της δυνατότητάς τους να καθηλώνουν μεγάλες ποσότητες πρωτεΐνης εξαιτίας της μεγάλης επιφάνειάς τους, της σταθερότητας που παρουσιάζουν σε βιολογικά συστήματα και των μοναδικών αλληλεπιδράσεών τους με τις κυτταρικές μεμβράνες. Μετά από αξιολόγηση της κυτταρικής βιωσιμότητας της καρκινικής σειράς T-47D, τα αποτελέσματά μας υποδεικνύουν πως η σταθεροποίηση της PTEN σε κατάλληλα τροποποιημένους νανοσωλήνες άνθρακα αναστέλλει τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό.
CDK4/6 inhibitors are clinically approved for the treatment of HR+, HER2- metastatic breast cancer by reinstating the G1/S checkpoint in tumor cells. Despite clinical benefit, safety concerns such as neutropenia and diarrhea, and disease progression, raises a critical need to identify novel therapeutic strategies. Narazaciclib (ON123300), novel CDK4/6i, designed to enhance efficacy and safety by its multi-targeted kinase inhibitor activity at low nM concentrations against CDK4/6, ARK5, CSF1R, and c-Kit. Narazaciclib is in Ph I trials; NCT04739293 and CXHL1900340; studying different administration regimens. Since several oncogenic signaling pathways are affected, we examined the efficacy of ON123300 in various breast cancer cell lines, and consolidate its mechanism of action by identifying the other targets engaged by ON123300. To identify direct and secondary targets engaged by narazaciclib and palbociclib, proteome wide Cellular Thermal Shift Assay (CETSA) was performed. To investigate narazaciclib’s effect on signaling pathways, Integrative Inferred Kinase Activity (INKA) was performed. Bioinformatics analysis explored the potential clinical effect of the identified targets. Molecular docking simulations investigated the potential interactions of narazaciclib to engage the new targets compared to other CDK4/6i. Both CETSA and INKA analysis revealed more potential targets engaged by narazaciclib compared to palbociclib in both MDA-MB-231 lysates and intact cells such as BUB1, CHEK1, AURKA, GSK3α and GSK3β. In TNBC patients with BUB1 overexpression bioinformatics analysis indicates a low survival correlation. Docking data showed a higher affinity of narazaciclib with BUB1 compared to palbociclib and abemaciclib. A stronger induction of apoptosis and senescence was detected in narazaciclib treated MMTV-PYMT cells, a murine mammary carcinoma model, compared to the other CDK4/6i, while narazaciclib enhanced CCL5 and CXCL10 mRNA levels. Reduction of PD-L1 protein levels and a promoting effect on the H2D1 and B2M mRNA levels was perceived in narazaciclib treated PYMT cells. Lastly, inhibition of autophagy, both at the early and late stages, may sensitize cancer cells to narazaciclib and induce irreversible cell proliferation inhibition, providing a novel therapeutic approach. Our data unveiled the differential targets engaged by narazaciclib in comparison to palbociblib. Narazaciclib treatment led to BUB1 protein degradation, overexpression of which is associated with poor prognosis in TNBC. Combination of narazaciclib with autophagy inhibitors sensitized several breast cancer cells to cell death. Narazaciclib treatment may promote antitumor immunity by influencing the expression of various immune modulators in the tumor cells which needs to be further validated in preclinical animal models; and ultimately in the clinic. Citation Format: Petros Kechagioglou, Camille Dupont, Hajime Yurugi, Ute Distler, Stefan Tenzer, Alexey Chernobrovkin, Kristina Riegel, Juliane Mooz, Mahil Lambert, Volker Dötsch, Stephen Cosenza, Steven M. Fruchtman, Krishnaraj Rajalingam. Differential targets engaged by narazaciclib in comparison to the approved CDK4/6 inhibitors contribute to enhanced inhibition of tumor cell growth. [abstract]. In: Proceedings of the American Association for Cancer Research Annual Meeting 2023; Part 1 (Regular and Invited Abstracts); 2023 Apr 14-19; Orlando, FL. Philadelphia (PA): AACR; Cancer Res 2023;83(7_Suppl):Abstract nr 5987.
e15096 Background: Despite clinical benefit of CDK4/6 inhibitors in HR+Her2-mBC, patients progress. Neutropenia and diarrhea are safety concerns. Narazaciclib (ON 123300) is a multi-targeted kinase inhibitor of CDK4/6, ARK5 (NUAK1), CSF1R, and c-Kit at low nM concentrations designed to enhance efficacy and safety. Narazaciclib is in Ph I trials; NCT04739293 and CXHL1900340; in different regimens. Treatment of tumor cell lines with narazaciclib induces G1; G2 arrest and apoptosis. Mouse models suggest narazaciclib causes less neutropenia than palbociclib (palbo). Since signaling pathways are affected, we explored the activity of narazaciclib in direct comparisons with abemaciclib (abe), palbo and ribociclib (ribo) using in vitro and cell based assays. Methods: Comparison of narazaciclib’s in vitro IC50 profile to abe, palbo and ribo was studied against a panel of 370 kinases (HotSpot). Kd values were determined by KINOMEscan. Intracellular IC50 kinase values were determined by NanoBret technology. Protein specific binding of narazaciclib and palbo was investigated by Cellular Thermal Shift Assay (CETSA). To investigate narazaciclib’s effect on signaling pathways, integrative Inferred Kinase Activity (INKA) analysis was performed. Results: Narazaciclib and abe were found to be the most promiscuous in vitro kinase inhibitors and ribo the most specific. Abe and narazaciclib had similar profiles against the CDK family members. Kd values of CDK4/cyclinD1 binding show similar trends; abe (0.08 nM), narazaciclib (0.18 nM), palbo (0.75 nM) and ribo (1.3 nM). Narazaciclib and abe displayed nM activity against CDK2/cyclinA. The IC50 values against GSK3β, whose inhibition putatively causes diarrhea, was 374 nM for narazaciclib and 13 nM for abe. Although narazaciclib displayed nM IC50 values in the in vitro assays against many CDKs, narazaciclib was very specific in cellular kinase assays with highest activity against CDK4/6, CSF1R and NUAK1. CETSA-MS revealed more potential targets engaged by narazaciclib compared to palbo in both lysates and intact cells such as CHEK1, AAK1, BMP2K, GSK3α and GSK3β, but did not identify binding to NUAK1 or CSF1R. INKA analysis demonstrated that narazaciclib induced unique deregulated phosphorylation compared to palbo, including BUB1 (highly expressed in TNBC), NUAK1, CAMK2D, CDK16 and ULK1. Inhibition of autophagy, both at early and late stages, may sensitize cancer cells to narazaciclib and induce irreversible cell proliferation inhibition, providing a novel therapeutic approach. Conclusions: These studies identify important differences generated from assay models studying kinase inhibition, binding and pathway engagement and will guide future studies with narazaciclib targeting specific kinase driven tumors with the potential for improved safety. These preclinical data await confirmation from current and future clinical trials.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.