La función del RICTOR aguas abajo del receptor de tirosina quinasa en cánceres
Las tirosinas quinasas (RTK) son una familia de receptores transmembranarios que median vías de señalización clave en respuesta a factores de crecimiento, citocinas, hormonas y otras moléculas de señalización extracelular. Los RTK impulsan una amplia variedad de procesos esenciales, como la proliferación celular, la migración celular, la diferenciación y la supervivencia . La familia RTK incluye, entre otros, receptores del factor de crecimiento epidérmico (EGFR), receptores del factor de crecimiento de fibroblastos (FGFRs), receptores de insulina y del factor de crecimiento similar a la insulina (IR e IGFR), receptores del factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGFRs), receptores del factor de crecimiento endotelial vascular (VEGFRs), receptores del factor de crecimiento de hepatocitos (HGFRs) y proto-oncogén c-KIT . Estos receptores comparten una arquitectura molecular similar, con una región de unión a ligandos en el dominio extracelular, una hélice transmembrana y una región citoplasmática, que contiene un dominio de tirosina quinasa . Su activación se debe a una dimerización inducida por ligandos que resulta en la auto-fosforilación del receptor de residuos específicos de tirosina en su dominio intracelular. Estos eventos de fosforilación crean sitios de acoplamiento para proteínas que contienen dominios de homología 2 (SH2) de Src, que a su vez controlan varias vías de señalización intracelular, como las proteínas quinasas activadas por mitógenos (MAPK), la fosfatidilinositol 3-quinasa (PI3K), la fosfolipasa C-γ (PLCy) y JAK/STAT (Fig. 1).
Representación esquemática de un receptor de Tirosina Quinasa y la vía descendente de MAPK. El RTK se compone de una región de unión a ligandos en el dominio extracelular, una hélice transmembrana y una región citoplasmática, que contiene un dominio de tirosina quinasa. Su activación se debe a una dimerización inducida por ligandos que resulta en la auto-fosforilación del receptor de residuos específicos de tirosina en su dominio intracelular. La proteína adaptadora GRB2 se une a la RTK fosforilada y al factor de intercambio de nucleótidos SOS que actúa como un regulador positivo de RAS permitiendo su interacción con las quinasas serina/treonina de la familia RAF, lo que activa la MEK, que a su vez activa la ERK. La ERK tiene muchos sustratos que controlan la proliferación, diferenciación, supervivencia y migración
En una amplia variedad de neoplasias malignas se observan cambios genéticos que alteran la actividad, abundancia, distribución celular o regulación de los RTK . Las mutaciones genéticas que afectan a los miembros del EGFR se han relacionado con varios cánceres. En el cáncer de mama, la sobreexpresión de HER2 (Receptor 2 del Factor de Crecimiento Epidérmico Humano) se encuentra en aproximadamente 10-30% de las pacientes . Las mutaciones que afectan al gen EGFR dan lugar a su sobreexpresión en 30-50% de glioblastoma , 25-82% en cáncer colorrectal y 5-20% en cáncer de pulmón de células no pequeñas . Se encontraron mutaciones en el gen PDGFRa en 5% de los cánceres de estroma gastrointestinal (TEGI) y se notificaron amplificaciones de PDGFRa en 5 a 10% de glioblastomas multiformes, oligodendrocitomas, carcinomas de células escamosas de esófago y sarcomas íntimos arteriales . Las mutaciones en el KIT se encuentran principalmente en la leucemia, los tumores del estroma gastrointestinal (TEGI), el tumor de células germinativas testiculares (TCGT) y el melanoma . Estas mutaciones que afectan a los RTK dan lugar a un aumento de la proliferación celular, la supervivencia, la invasión y la metástasis al activar vías aguas abajo, como la vía MAPK y la vía PI3K.
La vía MAPK es una de las cascadas de señalización más desreguladas en el cáncer humano . Los RTK transmiten señales a la vía MAPK a través de las pequeñas GTPasas de la familia RAS. La proteína adaptadora GRB2 se une al RTK fosforilado a través de su dominio SH2 y al factor de intercambio de nucleótidos Hijo de Sevenless (SOS) por sus dominios SH3. SOS actúa como un regulador positivo del RAS al promover el intercambio de nucleótido difosfato de guanosina (GDP) a nucleótido trifosfato de guanosina (GTP). Este intercambio activa RAS, permitiendo su interacción con una serie de efectores, en particular las quinasas serina/treonina de la familia RAF, que activan las quinasas MAP quinasas (MEK), que a su vez activan las quinasas MAP (ERK). El ERK tiene muchos sustratos, que controlan la proliferación, diferenciación, supervivencia y migración (Fig. 1).
La vía PI3K definida por PI3K, AKT y Diana de Rapamicina en mamíferos (mTOR) controla la mayoría de las características distintivas del cáncer, como la proliferación, la supervivencia y la motilidad, y contribuye a los aspectos del entorno tumoral que promueven el cáncer, como la angiogénesis . Se activa aguas abajo de RTKs por dos mecanismos. En primer lugar, un residuo de tirosina fosforilada en el receptor sirve como un sitio de acoplamiento para la subunidad reguladora p85 de PI3K que recluta la subunidad catalítica de PI3K, p110, a la membrana plasmática. En segundo lugar, el RAS activado aguas abajo del RTK induce la translocación de membrana y la activación de la subunidad p110 de PI3K . El PI3K activado convierte el fosfato de fosfatidilinositol 4,5 (PIP2) en fosfato de fosfatidilinositol 3, 4, 5 (PIP3), que es un sitio de acoplamiento para el dominio de homología de pleckstrin (PH) de la cinasa-1 dependiente de fosfoinositol (PDK1) y AKT. AKT es fosforilado en treonina 308 (Thr308) por PDK1 y en serina 473 (Ser473) por la quinasa mTOR del complejo mTOR 2 (mTORC2) (Fig. 2). La quinasa mTOR funciona en asociación con diferentes conjuntos de proteínas para formar dos complejos distintos, mTORC1 (complejo mTOR 1) y mTORC2, que son complejos grandes con múltiples componentes proteicos. Ambos complejos comparten la quinasa mTOR, mLST8 (también conocida como GbL), DEPTOR y el complejo Tti1/Tel2. mTORC1 también contiene Proteína Asociada a la Regulación de la Diana Mamífera de Rapamicina (RAPTOR) y PRAS40, mientras que mTORC2 contiene Compañero Insensible a la Rapamicina de mTOR (RICTOR), mSIN1 y Protor1/2 (Fig. 2). En comparación con mTORC1, mTORC2 es insensible a la rapamicina, debido a su RICTOR de proteína de armazón. La mayoría de los estudios se han centrado en mTORC1; por lo tanto, las regulaciones y funciones de mTORC2 y el mecanismo específico de la regulación de RICTOR de mTORC2 y otras funciones son menos bien entendidos . mTORC2 es el componente central en la vía PI3K-AKT, fosforilando AKT en Ser473, causando su activación . Otros sustratos de mTORC2 son las cinasas AGC, SGK y PKC, que tienen múltiples funciones en el control de la supervivencia celular, la regulación metabólica y la organización citoesquelética .
Representación esquemática de un RTK y de la vía PI3K/AKT descendente. PI3K se activa aguas abajo de RTKs por dos mecanismos. En primer lugar, un residuo de tirosina fosforilada en el receptor sirve como un sitio de acoplamiento para la subunidad reguladora p85 de PI3K que recluta la subunidad catalítica de PI3K, p110, a la membrana plasmática. En segundo lugar, el RAS activado aguas abajo del RTK induce la translocación de membrana y la activación de la subunidad p110 de PI3K. El PI3K activado convierte PIP2 en PIP3, que es un sitio de acoplamiento para PDK1 y AKT. AKT es fosforilado en Thr308 por PDK1 y en Ser473 por la quinasa mTOR del complejo mTOR 2 (mTORC2). mTORC2 se define por su RICTOR de proteína de andamio y promueve la estabilidad y activación de AKT, SGK y PKC. AKT activa las señales descendentes implicadas en la proliferación, diferenciación, supervivencia y migración de las células
RICTOR es un componente clave de mTORC2 y es necesario para la función de mTORC2, demostrado por la inhibición significativa de la activación de AKT por la caída de RICTOR . Por lo tanto, como regulador crítico de la vía PI3K/AKT, RICTOR desempeña un papel importante en los tumores impulsados por alteraciones de RTK. Además, recientemente se ha demostrado que el gen RICTOR se amplifica en el cáncer, destacando su papel en el desarrollo del cáncer y su potencial como diana terapéutica.
Una comprensión detallada del mecanismo molecular que subyace a la génesis tumoral inducida por RTK es esencial para el desarrollo de estrategias terapéuticas eficaces para este subconjunto de tumores. Esta revisión destaca el importante papel que desempeña RICTOR aguas abajo de RTK en las células tumorales y el potencial de inhibición dirigida de RICTOR/mTORC2 en el tratamiento de tumores con alteraciones de la señalización RTK.
- Amplificación y sobreexpresión de RICTOR en cáncer
- Efectos de RICTOR en la proliferación celular, la supervivencia celular y la angiogénesis
- Cánceres de mama
- Cánceres de pulmón
- Cánceres de páncreas
- Cánceres de colon
- Glioblastoma
- Cánceres gástricos
- Microambiente tumoral
- RICTOR como diana terapéutica
- Conclusions and perspectives
Amplificación y sobreexpresión de RICTOR en cáncer
En varios estudios se demostró una amplificación del gen RICTOR o una sobreexpresión de su proteína en diferentes tipos de cáncer. Entre las muestras amplificadas por RICTOR, los tipos tumorales más comunes son el cáncer de próstata neuroendocrino (18%) y el carcinoma de células escamosas de pulmón (16%), seguidos por el sarcoma (12%) y el cáncer de esófago y estómago (10%). Curiosamente, también se han identificado alteraciones de RTK en estos tumores y el análisis de las bases de datos disponibles a través del cBioPortal para Genómica del Cáncer muestra una tendencia a la co-ocurrencia de alteraciones de RICTOR y RTK en estos tumores (ver Portal de Datos TCGA; (Fig. 3).
Frecuencias de alteraciones de RICTOR, EGFR, ERBB2, KIT, PDGFRA y PDGFRB en varios tipos de tumores. Los corchetes indican una tendencia a la co-ocurrencia de alteraciones de RICTOR y RTK. Cuando la co-ocurrencia es estadísticamente significativa, se indica con * (P < 0,05) o ** (P < 0,01). Los datos se derivan de los conjuntos de datos de TCGA disponibles al público y se obtienen a través del cBioPortal para Genómica del Cáncer. CPCNP: Cáncer de Pulmón de Células No Pequeñas. SCC: Carcinoma de células escamosas
El gen RICTOR se identificó como el gen amplificado más frecuentemente observado (~ 14% de pacientes) en una cohorte de cáncer de pulmón de células pequeñas (CPCP) metastásico, en el que la variación del número de copias de RICTOR se correlacionó con la expresión de proteína RICTOR en las células de CPCP. La supervivencia general de los pacientes de CPCP con amplificación de RICTOR disminuyó significativamente . Además, el análisis de la base de datos del Atlas del Genoma del Cáncer (TCGA) para la alteración de RICTOR demostró que RICTOR se amplificó en alrededor del 13% (132/1016) de los pacientes con cáncer de pulmón, incluidos 10.3% en adenocarcinoma de pulmón (53/515) y 15,8% (79/501) en carcinoma de células escamosas . Curiosamente, en un subconjunto de 85 casos con amplificación de RICTOR, el 41% (35/85) presentó al menos una alteración en un gen RTK (EGFR, HGFR, FGFR, ALK, KIT, etc.) . En un estudio de 640 pacientes con tumores sólidos metastásicos (principalmente cánceres gastrointestinales y de pulmón) se confirma la amplificación de RICTOR en el cáncer de pulmón y se demostró que la amplificación de RICTOR era poco frecuente pero recidivante en el cáncer gástrico (CG). La prevalencia de amplificación de RICTOR detectada por NGS y confirmada por FISH en pacientes con CG fue de 3.8% (6/160) . También se encontró una expresión elevada de RICTOR en GC y se correlacionó directamente con el tamaño del tumor, la invasión de la pared del estómago, la infiltración de los ganglios linfáticos y los vasos, el estadio tumoral y la diferenciación. Estos resultados indican que RICTOR se relaciona con la progresión tumoral y el pronóstico precario en pacientes con CG y, por lo tanto, podría usarse como un nuevo biomarcador para el pronóstico . En una cohorte de 201 casos de carcinoma de células escamosas de esófago (ESCC), la expresión de RICTOR se estimó mediante inmunohistoquímica y se relacionó con parámetros clinicopatológicos. El porcentaje de expresión positiva a RICTOR fue del 70,6% (142/201), que se correlacionó positivamente con el estadio AJCC (American Joint Committee on Cancer) de los pacientes con ESCC y se asoció con un mal pronóstico. La expresión de la estadificación III o IV de RICTOR y AJCC fueron factores de riesgo independientes para el CEC. En un estudio del locus de RICTOR por matriz CGH en una serie de 43 cultivos de melanoma a corto plazo, se observó que RICTOR se amplificó en 19 de 43 líneas celulares de melanoma (44%) y que la amplificación fue independiente del estado de mutación BRAF y NRAS, las mutaciones más frecuentes en el melanoma. La cuantificación del ARNm de RICTOR en 22 cultivos de melanoma a corto plazo confirmó que la amplificación del locus de RICTOR se relacionó con un aumento de la concentración de ARNm de RICTOR . En los cánceres de mama, RICTOR se enriqueció en muestras amplificadas con HER2 y se correlacionó con un aumento de la fosforilación de AKT en S473, lo que concuerda con el papel potencial de mTORC2 en los cánceres de mama amplificados con HER2. En muestras de cáncer de mama invasivo, la expresión de RICTOR aumentó significativamente en comparación con los tejidos no malignos . Además del cáncer de pulmón, ESCC, melanoma, CG y cáncer de mama , también se notificó sobreexpresión de RICTOR en glioblastoma, carcinomas hepatocelulares y adenocarcinoma ductal pancreático (PDAC) .
Dado que RICTOR desempeña un papel clave en la formación de mTORC2 y la activación de AKT, también puede desempeñar un papel clave en el potencial tumorígeno de la RTK alterada. La desregulación de RICTOR podría tener efectos importantes en el desarrollo tumoral, ya sea porque coopera con RTK alterados para transformar células o como regulador crítico de una vía principal aguas abajo de RTK.
Efectos de RICTOR en la proliferación celular, la supervivencia celular y la angiogénesis
La correlación entre la sobreexpresión de RICTOR, la progresión tumoral y la supervivencia deficiente en una variedad de cánceres sugiere que la amplificación de RICTOR desempeña un papel en la proliferación celular, la supervivencia celular o el microambiente tumoral. A continuación resumimos la investigación reciente sobre la biología de la señalización de RICTOR en cánceres en los que la señalización RTK desempeña un papel importante.
Cánceres de mama
La importancia de la señalización PI3K/AKT está bien documentada en los modelos de cáncer de mama amplificado con HER2 y la función de RICTOR / mTORC2 es cada vez más reconocida. La inhibición de mTORC1 / 2, por los inhibidores de la cinasa mTOR PP242 y OSI-027 o RICTOR knockdown, suprimió efectivamente la fosforilación de AKT (S473) y la proliferación y migración de células de cáncer de mama. También promovió la apoptosis inducida por inanición sérica o cisplatino y previno el crecimiento de tumores de mama in vivo en un modelo de xenoinjerto . RICTOR / mTORC2 también se ha encontrado esencial para la capacidad de HRG (factor de crecimiento similar al EGF) para promover la transformación de las células de cáncer de mama sensibles a HRG. La interrupción del brazo mTORC2 de la vía a través de la caída de RICTOR, atenuó significativamente la capacidad de la GRH para promover la oncogénesis dependiente de HER2 . Estos resultados se confirmaron en un modelo de cáncer de mama HER2/Neu en ratones, donde la ablación de RICTOR disminuyó la fosforilación de AKT S473, la proliferación celular y el retraso de la latencia, la carga y la penetrancia tumorales, lo que sugiere que RICTOR promueve la génesis de tumores con sobreexpresión de HER2 . Por lo tanto, los cánceres de mama amplificados con HER2 utilizan la señalización de RICTOR/mTORC2 para impulsar la formación de tumores, la supervivencia de las células tumorales y la resistencia a la terapia dirigida con HER2. La inhibición de mTORC2 puede ofrecer una estrategia terapéutica prometedora para ayudar a erradicar los cánceres de mama amplificados con HER2, en particular en tumores resistentes a la terapia dirigida con HER2 o en los que se activa la señalización con AKT.
Cánceres de pulmón
Se notificó amplificación de RICTOR en cáncer de pulmón y se relacionó con una disminución de la supervivencia general. Variación del número de copias de RICTOR correlacionada con la expresión de proteína RICTOR en células CPCP . Sus funciones oncogénicas se sugirieron por la disminución del crecimiento de células de cáncer de pulmón tanto in vitro como in vivo con la ablación de RICTOR, y la capacidad de RICTOR para transformar células Ba / F3 . Se utilizaron líneas celulares de CPCP con varios niveles de ganancia de número de copia de RICTOR (CN) para analizar sus efectos posteriores en el crecimiento y la migración de las células. Los autores mostraron que las líneas celulares de CPCP con ganancia de CN RICTOR migraron más rápidamente en comparación con las células sin ganancia de CN RICTOR, asociando la amplificación de RICTOR con una mayor motilidad celular . Las células de cáncer de pulmón con amplificación de RICTOR mostraron una mayor sensibilidad a los inhibidores de mTORC1 / 2, mientras que el silenciamiento de RICTOR hizo que las células amplificadas por RICTOR fueran marcadamente más resistentes a los inhibidores de mTORC1/2, lo que demostró que RICTOR era el blanco en esas células . Curiosamente, en una línea celular que combina la amplificación de RICTOR y PDGFR, el derribo de RICTOR se asoció con una proliferación significativamente reducida in vitro e in vivo, consistente con el papel de RICTOR como impulsor oncogénico aguas abajo de PDGFR . El subgrupo de pacientes de cáncer de pulmón con amplificación de RICTOR puede beneficiarse de los medicamentos dirigidos a mTORC1/2. De hecho, un paciente con adenocarcinoma de pulmón que presentaba una amplificación de RICTOR demostró estabilización tumoral durante 18 meses tras el tratamiento con inhibidores de mTORC1/2 .
Cánceres de páncreas
La vía PI3K/mTOR funciona aguas abajo del RAS, que está mutado en el 90% de la PDAC, y desempeña un papel clave en la señalización IR / IGFR, que está sobreexpresada en los tejidos del cáncer de páncreas. RICTOR / mTORC2 son cada vez más reconocidos como actores importantes en el desarrollo del cáncer de páncreas. La expresión de RICTOR en la PDAC se asocia con una reducción de la supervivencia de los pacientes . El derribo de RICTOR por interferencia de ARN en líneas celulares de cáncer de páncreas humano tiene un efecto inhibitorio en el crecimiento tumoral in vitro e in vivo . Utilizando un modelo de ratón de ingeniería genética (GEMM) PDAC, también se demostró que la deleción de RICTOR retrasó drásticamente la formación de tumores, mientras que los ratones con supervivencia mediana casi se duplicaron en ratones con deleción de RICTOR en comparación con los ratones de control . La caída de RICTOR en dos líneas celulares primarias de PanIN (precursor de tumores pancreáticos) establecidas a partir de ratones con PanIN temprano, redujo la proliferación en ambas líneas celulares y mejoró la expresión de la beta galactosidasa asociada a la senescencia . La inhibición farmacológica de mTORC1/2 retrasó la formación de tumores y prolongó la supervivencia en el estadio avanzado del tumor. En conclusión, estos resultados proporcionan evidencia para mTORC2 / RICTOR como un nuevo objetivo atractivo para el tratamiento de la PDAC humana.
Cánceres de colon
La activación de la vía de señalización PI3K/AKT/mTOR se relaciona con el crecimiento y la progresión del cáncer colorrectal (CCR). Más específicamente, el aumento de la expresión de RICTOR se relaciona con la progresión tumoral y la supervivencia precaria en el CCR (32), y la actividad de mTOR y la distribución compleja son factores pronósticos independientes en el carcinoma colorrectal . La inhibición de la señalización de mTORC1/2, mediante el uso de inhibidores farmacéuticos o el derribo de mTORC1/RAPTOR y mTORC2/RICTOR, atenuó la migración y la invasión de las células del CCR, indujo una transición mesenquimal–epitelial y aumentó la quimiosensibilidad de las células del CCR al oxaliplatino . Los inhibidores selectivos de TORC1/2 provocaron supresión del crecimiento en células CCR in vitro e in vivo y mejoraron las actividades anticancerígenas de la doxorrubicina en modelos de ratones xenoinjertos colorrectales . En las células del CCR, la expresión de RICTOR también está regulada por el racimo miR-424/503, que contribuye a la progresión del tumor. RICTOR se regula al alza a través de la represión del cúmulo miR-424/503 en líneas celulares de cáncer de colon que albergan la regulación al alza de c-SRC. La re-expresión de miR-424/503 causó la regulación a la baja de RICTOR, y disminuyó la carcinogenicidad y la actividad invasiva de estas células. Además, la regulación a la baja de miR-424/503 se asocia con la regulación al alza de RICTOR en tejidos de cáncer de colon . Finalmente, recientemente se identificó una relación entre la autofagia y la activación de RTK a través de la señalización mTORC2 en células de CCR. el c-MET tiene una función promotora tumoral en el CCR y se ha caracterizado como un mecanismo de resistencia a la terapia dirigida con EGFR. La autofagia basal regula positivamente la activación de c-MET a través de un mecanismo mediado por mTORC2 . Estos hallazgos proporcionan la justificación para incluir los inhibidores de mTORC1 / 2 como parte del régimen terapéutico para los pacientes con CCR.
Glioblastoma
La amplificación del gen que codifica el EGFR se presenta con frecuencia en el glioblastoma (MBG), el tumor cerebral primario maligno más común en adultos. La sobreexpresión de EGFR conduce a la activación de quinasas aguas abajo, incluida la vía PI3K/AKT/mTOR. El mTORC2 se activa con frecuencia en la MBG y tanto el EGFR como el RICTOR se asocian con un aumento de la proliferación, invasión, metástasis y pronóstico precario. . La señalización de mTORC2 promueve el crecimiento de GBM y la supervivencia aguas abajo del EGFR. mTORC2 activa el NF-kB, que hace que las células y los tumores de MBG sean resistentes a la quimioterapia de manera independiente del AKT. La inhibición de mTORC2 revierte la resistencia a la quimioterapia in vivo . El silenciamiento conjunto de EGFR y RICTOR en líneas celulares de MBG redujo la migración celular y aumentó la sensibilidad a la vincristina y la temozolomida. Si bien el silenciamiento de EGFR o RICTOR solos no tuvo un efecto significativo en el crecimiento del tumor de xenoinjerto in vivo, el silenciamiento de EGFR y RICTOR simultáneamente produjo una erradicación completa de los tumores, lo que indica que el silenciamiento combinado de EGFR y RICTOR debería ser un medio eficaz de tratar la MBG . Recientemente, una molécula pequeña, que bloquea específicamente la interacción de RICTOR y mTOR, se desarrolló como un inhibidor potencial de la actividad de mTORC2 en la MBG. In vitro, inhibió la actividad de la cinasa mTORC2 a concentraciones submicromolares y, en ensayos celulares, inhibió específicamente la fosforilación de sustratos de mTORC2 sin afectar el estado de fosforilación del sustrato de mTORC1. Este inhibidor demostró efectos inhibitorios significativos en el crecimiento celular, la motilidad y la invasividad en las líneas celulares de MBG, y la sensibilidad se correlacionó con la expresión relativa de RICTOR o SIN1. En estudios de xenoinjertos de MBG, esta molécula pequeña demostró propiedades antitumorales significativas . Estos resultados destacan la función crítica del mTORC2 en la patogénesis de la MBG, incluidos los tumores con TFGE alterado. Estos hallazgos sugieren que las estrategias terapéuticas dirigidas a mTORC2, solas o en combinación con quimioterapia o inhibición de EGFR, podrían ser eficaces en el tratamiento de la MBG.
Cánceres gástricos
Una expresión elevada de RICTOR se relaciona con la progresión del tumor y el pronóstico precario en los pacientes con CG, mientras que no se observa una relación significativa entre la actividad de mTORC1 y las características o el pronóstico clínico patológicos, lo que indica que mTORC2 desempeña una función más importante que mTORC1 en la progresión del tumor gástrico . Regulación descendente mediada por sh-ARN estable de RICTOR, inhibió significativamente la proliferación, migración e invasión de células GC y aumentó la apoptosis . Además, la amplificación de RICTOR define un subconjunto de GC avanzado que mostró una mayor sensibilidad al inhibidor dual de mTORC1/2, AZD2014, y al compuesto dual PI3K/mTOR, BEZ235, mientras que el inhibidor de AKT AZD5363 tuvo efectos menores en el crecimiento celular derivado del paciente amplificado por RICTOR. El derribo de RICTOR fue suficiente para anular los efectos inhibitorios de AZD2014 en el crecimiento celular, de acuerdo con la importancia funcional de la amplificación de RICTOR . En conjunto, estos datos respaldan la oncogenicidad de la amplificación de RICTOR y proporcionan la justificación para atacar tanto el mTORC1 como el mTORC2 como parte de la estrategia terapéutica para el CG.
Microambiente tumoral
Además de sus efectos directos sobre las células tumorales descritos anteriormente, RICTOR también desempeña una función en la progresión tumoral al regular el microambiente tumoral a través de la angiogénesis o la remodelación del estroma. En los tumores pancreáticos, se demostró que el bloqueo de RICTOR produjo una inhibición de la expresión del factor 1α inducido por hipoxia (HIF-1α) y una reducción significativa de su factor de crecimiento endotelial vascular-A (VEGF-A), un factor crítico promotor del cáncer que participa en el reclutamiento de células estromales . De manera similar, en el cáncer de próstata, se demostró que el miR-218 inhibía la angiogénesis tumoral de las células cancerosas de próstata in vitro e in vivo a través de la regulación de la expresión de RICTOR. RICTOR knockdown fenocopiado MIR-218 sobreexpresión en la inhibición de la angiogénesis del cáncer de próstata. Estos hallazgos revelaron un compromiso importante del eje RICTOR/VEGF en la progresión tumoral a través del mecanismo de angiogénesis . En el melanoma, en el que la amplificación y sobreexpresión de RICTOR son frecuentes, la regulación descendente de RICTOR con ARNr afectó gravemente la formación de mimetismo vasculogénico (VM) a través de la vía AKT-MMP-2/9. La investigación patológica mostró que los tejidos de melanoma que sobreexpresan RICTOR son propensos a formar canales VM, y esta formación se acompañó de translocación de membrana AKT y un aumento en la secreción de MMP-2/9 . Estos resultados apoyan la hipótesis de que RICTOR regula la formación de VM.
En conjunto, estos estudios demuestran que la amplificación y la sobreexpresión de RICTOR desempeñan un papel en el crecimiento tumoral, al menos en parte a través de la vascularización y la remodelación del estroma tumoral.
RICTOR como diana terapéutica
La importancia de la vía PI3K/AKT / mTOR en el cáncer se conoce desde hace muchos años, pero la función central de RICTOR en esta vía apenas está empezando a surgir. En muchos tipos de cáncer, se demostró que la sobreexpresión de RICTOR en las células tumorales conduce a un aumento de la proliferación celular y la supervivencia, y a una disminución de la apoptosis celular en las células cancerosas, así como a una remodelación del estroma, que favorecen el desarrollo tumoral. Curiosamente , la sobreexpresión de RICTOR se asoció positivamente con la progresión tumoral y la supervivencia deficiente en cáncer colorrectal , carcinoma hepatocelular , carcinoma endometrial, adenoma hipofisario y PDAC . Por lo tanto, RICTOR se está convirtiendo en un actor importante en el diagnóstico, el pronóstico y el tratamiento del cáncer.
RICTOR se sobreexpresa con frecuencia en las células tumorales, a menudo debido a la amplificación génica. Además, en ausencia de amplificación génica, la sobreexpresión de RICTOR también puede asociarse con la desregulación de la expresión de miARN en células tumorales como miR-218 en cánceres de próstata y orales, el cúmulo miR-424/503 en cánceres de colon y miR-196b en melanoma y carcinoma hepotocelular . Además de la amplificación génica y el miARN, la sobreexpresión de RICTOR también se puede vincular a factores de transcripción y modificaciones epigenéticas. Por ejemplo, el factor de transcripción FoxO eleva la expresión de RICTOR, lo que lleva a un aumento de la actividad de mTORC2 al tiempo que inhibe mTORC1, activando así el AKT. FoxO puede actuar como reóstato que mantiene el equilibrio homeostático entre las actividades de los complejos AKT y mTOR . Además, recientemente se demostró que la histona dimetiltransferasa WHSC1 regula la expresión de RICTOR de forma transcripcional para mejorar aún más la actividad de AKT y promover la metástasis del cáncer de próstata, destacando el papel de la cascada AKT/WHSC1/RICTOR en la malignidad del cáncer de próstata .
Aunque la mayoría de los informes demuestran el importante papel de RICTOR a través de la activación de la vía RTK-PI3K/AKT, mTORC2/RICTOR también exhibe actividades independientes de AKT, que podrían desempeñar un papel en el potencial oncogénico de RICTOR. Se ha demostrado que el pinchazo adaptador1 interactúa con el RICTOR, controla la organización del citosqueleto de actina y contribuye a la diseminación de las células del cáncer de mama . La interrupción de la interacción entre PRICKLE1 y RICTOR produjo un fuerte deterioro de la diseminación de células de cáncer de mama en los ensayos de xenoinjertos. También se demostró que la regulación ascendente de la ESPINA1 está asociada con la señalización de AKT y el mal pronóstico en los cánceres de mama basales . En otro estudio, se demostró que mTORC2 utiliza dos vías coordinadas para impulsar la metástasis del cáncer de mama, una dependiente de AKT y otra independiente de AKT, las cuales convergen en RAC1. La señalización AKT activó RAC1 a través del TIAM1 de RAC-GEF, mientras que la señalización PKC amortiguó la expresión del inhibidor endógeno RAC1, RHOGDI2 . RICTOR también ha demostrado ser un componente importante del complejo de ligasa FBXW7 E3 que participa en la regulación de la ubiquitinación y degradación de la proteína c-MYC y CICLINA E, y también en la estabilidad de RICTOR . Finalmente, RICTOR no solo actúa aguas abajo de IGF-IR / InsR, sino que también parece regular la activación de IGF-IR / InsR. Un estudio reciente mostró que el complejo mTORC2 tiene una actividad quinasa de doble especificidad y promueve directamente la activación de IGF-IR / InsR . La función de estas actividades independientes de AKT de RICTOR/mTORC2 en el desarrollo del cáncer aún no está completamente clara y será necesario validarla.
Como nodo de señalización clave y efector crítico de RTKs, RICTOR / mTORC2 se ha convertido en un objetivo terapéutico valioso. La primera generación de inhibidores de mTOR (rapamicina y rapalogos; Tabla 1) solo apuntó a mTORC1. Su uso para el tratamiento de cánceres ha mostrado una tasa de respuesta limitada, en parte debido a un fuerte bucle de retroalimentación entre mTORC1 y AKT, que activó este último. La segunda generación de inhibidores de mTOR competitivos en ATP que se dirigen tanto a mTORC1 como a mTORC2 (Tabla 2) ha mostrado una mayor eficacia que los rapalog para el tratamiento del cáncer. Sin embargo, la activación de retroalimentación negativa inducida por inhibición de mTORC1 de PI3K/PDK1 y AKT (Thr308) puede ser suficiente para promover la supervivencia celular . Los estudios recientes que demuestran que la actividad de mTORC2 es esencial para el desarrollo de varios cánceres proporcionan una justificación para el desarrollo de inhibidores dirigidos específicamente a mTORC2, que no perturban los bucles de retroalimentación negativa dependientes de mTORC1 y tienen un margen terapéutico más aceptable. Hasta la fecha, los inhibidores específicos de mTORC2 no están disponibles y el objetivo de RICTOR sigue siendo difícil debido a su falta de actividad enzimática. Sin embargo, RICTOR es un blanco directo de la proteína ribosómica S6 quinasa-1 (S6 K1) que la fosforila en Thr1135 y media la unión de 14-3-3 a RICTOR, induciendo un cambio conformacional que evita que mTORC2 fosforile AKT (41). La inhibición de mTORC2 por fosforilación de RICTOR en Thr1135 podría usarse como una nueva estrategia para inhibir específicamente mTORC2. Además, se han desarrollado moléculas pequeñas, que bloquean específicamente la interacción de RICTOR y mTOR, y podrían usarse como inhibidores específicos de RICTOR / mTORC2 y como una alternativa a los inhibidores de mTORC1/2 . La función de RICTOR en los tumores impulsados por RTK ha comenzado a desenredarse, y el objetivo de RICTOR/mTORC2 podría tener un impacto terapéutico en estos tumores. Por lo tanto, la inhibición de RICTOR/mTORC2 puede ofrecer una estrategia terapéutica prometedora para tratar tumores alterados por RTK, específicamente aquellos que son resistentes a las terapias dirigidas por RTK.
Conclusions and perspectives
As a key player in mTORC2 formation and AKT activation, RICTOR plays a significant role downstream of RTK. La importancia de RICTOR aguas abajo de RTK en el cáncer se destaca por el hecho de que no solo pueden ocurrir alteraciones de RICTOR y RTK en algunos tumores, sino que también la expresión de RICTOR es esencial para permitir el potencial oncogénico de RTK como HER2, PDGFR o EGFR. Si bien se ha logrado un progreso significativo en el desarrollo de inhibidores de moléculas pequeñas y anticuerpos monoclonales que se dirigen a los componentes de las vías de señalización de RTK en el cáncer, sigue existiendo un obstáculo importante en la capacidad de las células cancerosas para adaptarse a estos inhibidores mediante el desarrollo de resistencia. Los inhibidores dirigidos a RICTOR / mTORC2 pueden ser herramientas valiosas para tratar tumores alterados por RTK que son resistentes a las terapias dirigidas a RTK.