ras-mapk pathway

1. SOLID TÜMÖR VE KAN
KANSERLERINDE RAS/MAPK
SINYAL YOLAĞININ
ARAŞTIRILMASI
IMÜ TIBBI GENETIC ABD
KASIM 2022
AS.DR.ARZU GULIYEVA

2. RAS-RAF-MEK-ERK
• Ras-Raf-MEK-ERK sinyal yolu, hücrenin düzenlenmesinden,kısaca, çoğalma, farklılaşma ve hayatta
kalmasından sorumludur.
• Birçok solid tümör ve kan kanserlerinde sinyal olağını oluşturan üyelerin aşırı ifade edilmesi ve aşırı
aktivasyonu gözlenmiştir.
• Araştırmalar genellikle bu yolakta kanser başlangıcını ve ilerlemesini durdurmayı hedefliyor.
• Burada yolağın fizyolojisi ve düzenlenmesi, kanser gelişiminde yer alan diğer yolaklar ile
etkileşimleri ve maligniteye yol açan mutasyonlara genel bakış sunacağız. Mutasyon veya viral
indüksiyodan kaynaklanan bazı solid tumor ve kan kanserlerini analiz ederek yolağın düzensizliğinin
etkisini göstermeye çalışacağız.

4. RAS AKTIVASYON MEKANIZMASI
• Hücre zarında bulunan ve içsel tirozin kinaz aktiviteleri olan veya diğer tirozin kinazlarla
etkileşimleri olan reseptörlerden gelen sinyaller Ras proteinlerinin aktivasyonuna yol açar.
• Tirozin kinazlarla doğrudan etkileşimleri olmayan Serpentin reseptörleri ise, src-benzeri kinazları
veya ligandlardan bağımsız olarak reseptör kinazları aktive ederek Ras aktivasyonuna yol açarlar.
• SOS (son of sevenless) ve GRB2 (growth factor reseptor bound protein 2) Ras’ın aktivasyonunda rol
oynayan proteinlerdir.
• Ras sinyal yolunun efektör molekülleri, SOS üzerinde negatif düzenleyici etki ile Ras aktivasyonunu
sonlandırırlar.

5. RAS AKTIVASYON MEKANIZMASI
Ras’ın bağlanan GTP’yi
hidrolizinden sonra, proteine
bağlı kalan GDP’nin
uzaklaştırılması için Guanin
Değişim Faktörlerine (GEF;
Guanine Exchange Factor)
ihtiyaç vardır.
GEF proteinleri Ras-GDP ile
etkileşir ve GDP’nin proteinden
uzaklaşarak, Ras’ın hücre içi
derişimi daha fazla olan GTP’yi
bağlayabilmesine olanak
tanırlar.
Bağlanan GTP Ras’ın içsel
GTPaz aktivitesi ve Ras’a
bağlanan GTPaz Aktive edici
Proteinler (GAP) ’ın etkisi ile
hidrolize uğrar.

6. MAPK
• Ras-Raf-MEK-ERK'ten oluşan mitojenle aktive olan protein kinaz (MAPK) yolu
sinyal kaskadı, hücresel gelişmeyi, farklılaşmayı, çoğalmayı ve apoptozu kontrol eden genleri düzenler.
• Kaskad içinde, Ras ve Raf'ın çoklu izoformlarının her biri işlevsellik, verimlilik ve onkojenik
potansiyel açısından değişiklik gösterirler. NCI'ye göre, insan kanserlerinin %30'dan fazlası Ras
genleri tarafından yönlendirilir. Ras-Raf'ın tümörijenezde yer alması kanıtlandıktan sonra , bu
hastalıkları tedavi etmek için Ras-Raf kaskadı hedeflenmeye başlandı.
• Onlarca yıl süren başarısız deneyler Ras'ın aşılmaz olduğunu kabul ettirmişti, ancak son zamanlarda,
Sotorasib'in ilk KRas inhibitörü olarak onaylanması, büyük bir atılım gerçekleştirdi.

7. RAS
• Ras mutasyonları, kanserlerin %15 ila %30'unda mevcuttur ve sıklıkla yolak hiperaktivasyonu ile sonuçlanır
. Bu mutasyonların sıklığı ve her bir mutasyonun yeri, her kanser tipine özgüdür [157,161]. Kan kanserleri
yaygın olarak NRas ve KRas mutasyonlarına sahiptir , oysa kolorektal ve pankreas kanserleri dahil olmak
üzere Ras mutasyonlu solid organ tümörlerinin çoğunluğunda genellikle sadece KRas mutasyonları vardır.
Bu KRas mutasyonları, genel olarak kan kanserinde Ras mutasyonlarından çok daha yüksek oranlarda
bulunur . Ras izoformu alt tipine bağlı olarak, mutasyon için benzersiz olan kilit noktalar vardır: KRas en
yaygın olarak G12 mutasyonludur ve NRas ve HRas en yaygın olarak Q61 mutasyonludur, ancak HRas'larda
bol miktarda G12 ve G13 mutasyonu bulunur . Bu bölgelerdeki mutasyonlar onkojeniktir çünkü Ras proteini
ile GTP-az aktive edici proteinler (GAP'ler) arasındaki etkileşimleri bozarlar . GAP'ler GTP hidrolizini
destekler ve bu nedenle Ras'ı işlevsel olarak inaktive eder. GAP katalizli GTP hidrolizi olmadan Ras, yukarı
akış sinyalinin yokluğunda aktif kalabilir ve onkogeneze katkıda bulunabilir. GAP fonksiyonunun kaybı,
nörofibromatoz ve akciğer, hepatoselüler ve prostat kanserleri dahil olmak üzere bir dizi kanserle
ilişkilendirilmiştir .

8. RAF
• Serin/treonin kinazı etkileyen raf mutasyonlarının bir dizi gelişim bozukluğuna katkıda bulunduğu ve
kanserlerin yaklaşık %8'ine katkıda bulunduğu düşünülmektedir . Raf genini etkileyen, ERK'nin
çeşitli derecelerde hiperaktivasyonu ve aşağı akış aktivasyonu ile sonuçlanan ve onkogenez ile
sonuçlanan yüzlerce yanlış anlamlı mutasyon bulunmuştur . Üç Raf izoformu olan ARaf, BRaf ve
Craf'tan BRaf, kanserde daha sık mutasyona uğrayan izoformdur . Aktivasyon döngüsündeki
mutasyonlar ve fosfat bağlama halkalarındaki mutasyonlar, Raf proteininin aktif bir
konformasyonuna yol açan inhibitör etkileşimlerini bozduğundan, Braf üzerindeki mutasyonun
konumu, aktiviteyi vahşi tipe göre birkaç kat artırma yeteneği üzerinde büyük bir etkiye sahiptir.
BRaf üzerindeki V600 konumu, bu protein üzerindeki mutasyonlar için en önemli konumdur ve
mutasyonlar burada BRaf'ın onkojenik formlarının %92'sinde meydana gelir . V600D, V600E,
V600K ve en yüksek bazal kinaz ve fosforile ERK seviyelerine sahip diğer benzer mutantlar ile
mutant forma bağlı olarak 480 kat kadar yüksek bazal kinaz aktiviteleri meydana gelir.

9. MEK/ERK
• MEK ve ERK'deki mutasyonlar daha az çalışılmıştır ancak gelişimsel bozukluklarda ve hem doğal
olarak oluşan neoplazmlarda hem de melanom gibi kanserleri tedavi ederken direnç mekanizması
olarak BRaf inhibitörlerine yanıt olarak kaydedilmiştir . ERK, anormal yukarı akış aktivitesi
nedeniyle sıklıkla aşırı aktif olmasına rağmen, kanserde nadiren mutasyona uğrar . MEK ve ERK
mutasyonları Ras ve Raf mutasyonları kadar yaygın değildir, ancak direnç mekanizmalarını anlamak
için hayati önem taşırlar. Bu önem, melanom gibi kanserler için Raf inhibitörlerinin kullanımı ile
görülebilir, bu da kısa bir klinik iyileşme ile sonuçlanır, ancak sıklıkla hastaların genetik ve genetik
olmayan süreçler yoluyla direnç geliştirmesiyle sonuçlanır . Mutasyonun konumuna bağlı olarak,
MEK1 ve MEK2 mutasyonlarının sırasıyla dabrafenib ve trametinib tarafından BRaf ve/veya MEK
inhibisyonunu azalttığı gösterilmiştir . Klinik olarak anlamlı olan ERK mutasyonları, ERK ve Raf
inhibitörlerine yanıt olarak görülmüştür ve ilaç direncine aracılık ettiği düşünülmektedir .

10. Kontrolsüz olarak aktif hale gelen Raf-MEK-ERK sinyal iletiminin
kemirgen hücre hatlarının onkogenik transformasyonu için yeterli
olduğu ve benzer bir bozulmanın insanda kanserleşmeye yol açtığı
gösterilmiştir.
Ras ve Raf normal insanlarda birer protoonkogendir ancak
mutasyonlar sonucu onkogene dönerek hücrede neoplazm
oluşumunu başlatır.
Ras ve Raf mutasyonlarının, lösemi tedavisinde direnç gelişimine
yol açtığını gösteren yayınlar vardır. Bu olgularda tedavide etkin
olacak Ras ve Raf kinaz inhibitörleri ile ilgili çalışmalar sürmektedir.
RAS/RAF mutasyonlu hücre hatları normal hücrelerle
kıyaslandığında in vitro olarak Cetuximaba karşı yüksek direnç
gösterirler.

11. KRAS protoonkogeni , EGFR sinyalinin
BRAF aracılıklı MAPK sinyal
mekanizmasında yer alır.
KRAS ve BRAF mutasyonlarından
herhangi birinin varlığı MAPK yolağının
aktivasyonu ile tümörogenezisin başlaması
için yeterlidir.
KRAS 12. ya da 13. kodonda mutasyon
olan metastatik kolorektal kanserli
hastaların, EGFR’yi hedefleyen setuksimab
ya da panitumumab tedavisine yanıt
vermedikleri Faz III çalışmalar ile
gösterilmiştir.
KRAS mutasyonu varlığında EGFR
antikoru kullanımının bir anlamı
kalmamaktadır.
Bu nedenle KRAS mutasyonunun varlığı,
EGFR’yi hedefleyen antikorlar olan
setuksimab (Erbitux®) ve panitumumab
(Vectibix®) kullanımı için belirteç olarak
kabul edilmektedir. Böylelikle, EGFR
antikoru tedavisi öncesi KRAS
mutasyonunun belirlenmesi ile tedaviye
dirençli grubun ortaya çıkarılması sağlanır.