Estudio de inhibidores de la ruta PI3K/AKT/mTOR en líneas celulares de carcinoma de mama con sobre-expresión de HER2, resistentes a Trastuzumab

Abstract

[EN] HER2-overexpressing breast cancer has an aggressive phenotype and poor prognosis. Trastuzumab, an anti-HER2 monoclonal antibody, has demonstrated therapeutic efficacy on this breast cancer subtype. Nonetheless, primary and acquired resistance has increased. The most common mechanism for Trastuzumab resistance is the activation of the PI3K/AKT/mTOR signaling pathway. This study evaluated the efficacy of the PI3K pathway inhibitors: BKM-120 (PI3K inhibitor), MK-2206 (AKT inhibitor), GDC-0980 (dual inhibitor of PI3K and mTOR) and Everolimus (mTOR inhibitor) alone or in combination with Trastuzumab as a strategy to reverse Trastuzumab resistance of HER2-overexpressing breast cancer cell lines. Mentioned inhibitors significantly reduced the viability of HCC1954 cell line, which has a mutation in the PI3K catalytic domain. Similar results were obtained in HCC1569 cell line, which is PTEN null. On the other hand, we tested GSK, a MEK 1/2 inhibitor in JIMT-1 cell line, which was less sensitive to PI3K pathway inhibitors. Though, GSK was not more effective than PI3K inhibitors in this cell line, suggesting other or multiple alterations present. Furthermore, BKM-120 and GDC-0980 potentiated Trastuzumab activity over cell viability of HCC1954 cell line. PI3K/AKT pathway inhibitors also reduced pAKTThr308 and pAKTSer473 levels. In addition, PI3K pathway inhibitors reduced the expression of miR-21, miR-221, miR-26a and miR-30b, probable oncogenic miRNAs related to PI3K/AKT pathway and Trastuzumab resistance. Moreover, GDC-0980 and Everolimus increased expression of miR-491-5p, which is considered as tumor suppressor. Induced transient over-expression of miR-221, miR-30b, and miR-21 in HCC1954 cell line, increased cell viability and reduced its sensitivity to BKM-120. It supports the idea of a probable oncogenic role of these microRNAs, in particular miR-30b. In brief, our results suggest that inhibitors of PI3K/AKT/mTOR pathway combined with Trastuzumab could be a valid strategy to overcome Trastuzumab resistance. This study additionally highlights the importance of microRNAs related to PI3K pathway as they could

[ES] El carcinoma de mama con sobre-expresión de HER2 es un subtipo agresivo y de mal pronóstico, cuya terapia dirigida es el anticuerpo anti-HER2, Trastuzumab. A pesar de su efectividad terapéutica, se han incrementado los casos de resistencia primaria y adquirida. El mecanismo de resistencia más frecuente es la activación de la ruta de señalización celular PI3K/AKT/mTOR. En este trabajo se evaluó la actividad de los inhibidores: BKM-120 (inhibidor de PI3K), MK-2206 (inhibidor de AKT), GDC-0980 (inhibidor dual de PI3K y mTOR) y Everolimus (inhibidor de mTOR) combinados con Trastuzumab, como estrategia para revertir la resistencia presente en líneas celulares de carcinoma de mama con sobre-expresión de HER2. Los inhibidores mencionados redujeron significativamente la viabilidad de la línea celular HCC1954 con una mutación en el dominio catalítico de PI3K y de la línea celular HCC1569, con pérdida de PTEN. En la línea celular JIMT-1, con menor sensibilidad a los inhibidores de la ruta PI3K, se evaluó el inhibidor de MEK1/2, GSK. Sin embargo, GSK no demostró ser más efectivo que los inhibidores de la ruta PI3K, sugiriendo la presencia de otras o múltiples alteraciones en esta línea celular. Adicionalmente, BKM-120 y GDC-0980 potenciaron el efecto de Trastuzumab sobre la viabilidad de la línea celular HCC1954. Los inhibidores estudiados además disminuyeron los niveles de pAKTThr308 y pAKTSer473 y redujeron la expresión de microRNAs considerados oncogénicos, relacionados con la ruta PI3K/AKT y con la resistencia a Trastuzumab: miR-21, miR-221, miR-26a y miR-30b. Adicionalmente, GDC-0980 y Everolimus incrementaron la expresión de miR-491-5p, considerado supresor tumoral, en la línea celular HCC1954. La sobre-expresión de miR-21, miR-221 y miR-30b en la línea celular HCC1954, por transfección transitoria con microRNAs miméticos, incrementó la viabilidad celular y disminuyó la sensibilidad de las células a BKM-120. Esto apoya la idea de que estos microRNAs favorecen la supervivencia celular, especialmente miR-30b. En conjunto, nuestros resultados sugieren que el uso de inhibidores de la ruta PI3K/AKT/mTOR podría ser una estrategia válida para revertir la resistencia a Trastuzumab y resalta la necesidad del estudio de microRNAs oncogénicos y supresores de tumores que podrían tener un papel clave en la supervivencia celular y resistencia al anticuerpo anti-HER2.