Un recente studio pubblicato su Drug Resistance Updates ha identificato un nuovo meccanismo non genetico alla base della resistenza acquisita agli inibitori di PI3Kα nel carcinoma squamoso della testa e del collo (HNSCC).
La ricerca è stata condotta da un team internazionale coordinato da Giovanni Blandino dell’Istituto Nazionale Tumori Regina Elena (IRE). Lo studio suggerisce che il targeting degli effettori a valle di PTEN, in particolare PLK1, possa rappresentare una promettente strategia terapeutica per contrastare la resistenza in questi tumori.
HNSCC, le attuali sfide
L’HNSCC rappresenta il sesto tumore più frequente a livello globale e si caratterizza per un’elevata tendenza alla recidiva locoregionale. Nonostante gli approcci terapeutici attuali — chirurgia, radioterapia e chemioterapia — la sopravvivenza a 5 anni rimane insoddisfacente e le opzioni disponibili sono spesso gravate da elevata tossicità. Vi è quindi un’urgenza clinica di sviluppare strategie mirate più efficaci.
La via di segnalazione PI3K, frequentemente alterata nell’HNSCC, vede mutazioni del gene PIK3CA in circa il 17,5% dei casi. L’iperattivazione di questa via è correlata alla progressione tumorale. Sebbene gli inibitori di PI3Kα — come alpelisib — abbiano mostrato effetti antitumorali promettenti in modelli preclinici, la resistenza acquisita alla terapia rappresenta un ostacolo significativo. Tale resistenza può emergere da meccanismi genetici noti (alterazioni in PTEN, attivazione della via MAPK), ma anche da regolazioni post-trascrizionali, come la downregulation di PTEN mediata da microRNA.
L’obiettivo dello studio è stato identificare nuovi bersagli molecolari per superare la resistenza acquisita agli inibitori di PI3Kα nell’HNSCC. A tal fine, i ricercatori hanno adottato un approccio multifattoriale su modelli preclinici, tra cui:
- profilazione di microRNA su xenotrapianti derivati da pazienti (PDX) trattati con alpelisib, distinguendo tumori responsivi e resistenti.
- utilizzo di sistemi di gene editing (CRISPR/Cas9) e siRNA per generare modelli cellulari PTEN-KO e valutare il ruolo funzionale di PTEN nella resistenza.
- analisi fosfo-proteomica per identificare eventi di fosforilazione dipendenti da PTEN.
- valutazione dell’efficacia degli inibitori di PLK1 in organoidi derivati da pazienti e sferoidi da linee cellulari resistenti.
- tecniche standard di biologia molecolare e cellulare (RT-qPCR, Western blot, saggi di vitalità, ELISA, ChIP, clonogenici).
Risultati dello studio
Identificazione di microRNA associati alla resistenza
Tra i PDX resistenti all’alpelisib sono stati individuati 62 microRNA espressi in modo differenziale rispetto ai tumori responsivi. Una firma di 20 microRNA è risultata inversamente correlata alla riduzione del peso tumorale; 15 di questi erano upregulated nei tumori resistenti.
Downregulation di PTEN mediata da microRNA
Tra i microRNA upregulated, 7 erano predetti come target di PTEN. Nei PDX resistenti, i livelli di mRNA di PTEN risultavano significativamente ridotti. In particolare, i membri del cluster miR-17–92 (miR-17–5p, miR-19b-3p, miR-20a-5p) e del cluster paralogo miR-106a-363 (miR-18b-5p) mostravano un’espressione inversamente correlata a PTEN. L’espressione esogena di miR-17–5p ha confermato la riduzione dell’attività e dei livelli della proteina PTEN.
KO di PTEN e resistenza ad alpelisib
La deplezione o knockout di PTEN ha indotto resistenza ad alpelisib sia in linee HNSCC con PIK3CA wild-type (Cal-27) che mutate (Detroit562), oltre che in cellule HCT116 PTEN-/-. Ciò conferma il ruolo di PTEN nella risposta agli inibitori di PI3Kα.
Asse c-Myc/miR-17–92/PTEN
Nelle cellule resistenti (R500), è stata osservata un’attivazione dell’asse c-Myc/miR-17–92. La forma fosforilata di c-Myc (p-c-Myc-S62) si lega ai siti regolatori di MIR17HG, promuovendo l’espressione dei microRNA del cluster e, conseguentemente, la downregulation di PTEN. L’inibizione di c-Myc (tramite siRNA o JQ1) o dei microRNA coinvolti ha ripristinato i livelli di PTEN e la sensibilità ad alpelisib.
PLK1 come effettore a valle
L’analisi fosfo-proteomica ha identificato un’aumentata fosforilazione di PLK1 (p-T210) in cellule PTEN-KO e R500 resistenti. Poiché PTEN è noto regolatore dell’attività di PLK1, questo suggerisce un asse funzionale PLK1-dipendente nel contesto di resistenza.
Inibitori di PLK1 ripristinano la sensibilità
Gli inibitori di PLK1 rigosertib e volasertib hanno mostrato efficacia nell’indurre citotossicità in modelli resistenti, inclusi organoidi derivati da pazienti trattati con alpelisib o copanlisib. L’effetto è stato osservato anche in linee PTEN-KO o deplete.
Implicazioni cliniche
Lo studio identifica un nuovo meccanismo non genetico di resistenza acquisita agli inibitori di PI3Kα negli HNSCC, basato sull’asse c-Myc/miR-17–92/PTEN. La repressione di PTEN tramite microRNA favorisce la resistenza, potenzialmente via iperattivazione di PLK1. L’efficacia preclinica degli inibitori di PLK1 in modelli resistenti apre a strategie terapeutiche combinate, in grado di superare l’adattamento tumorale alla monoterapia con PI3Kα inibitori.
Rigosertib (in fase III) e volasertib (inibitore di seconda generazione) mostrano un profilo promettente per applicazioni cliniche future, anche in altri tumori caratterizzati da perdita di PTEN e iperattività di c-Myc.
L’identificazione dell’asse c-Myc/miR-17–92/PTEN/PLK1 come determinante della resistenza ad alpelisib nel carcinoma squamoso della testa e del collo fornisce una base solida per lo sviluppo di terapie combinate. Sebbene i risultati provengano da modelli preclinici (2D, 3D e PDX), l’impiego di farmaci in dosaggi clinicamente rilevanti rafforza la potenziale traslazione in ambito clinico. Studi futuri saranno necessari per validare questi risultati in setting clinici e ampliarne l’applicabilità ad altri tipi tumorali con caratteristiche molecolari simili.