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Il ruolo di RICTOR a valle del recettore tirosina chinasi in tumori

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Recettore Tirosina Chinasi (RTKs) sono una famiglia di recettori transmembrana che mediano la chiave di vie di segnalazione in risposta a fattori di crescita, citochine, ormoni e altre molecole di segnalazione extracellulare. Gli RTK guidano un’ampia varietà di processi essenziali come la proliferazione cellulare, la migrazione cellulare, la differenziazione e la sopravvivenza . La famiglia RTK comprende, tra gli altri, i recettori del fattore di crescita epidermico (EGFR), i recettori del fattore di crescita dei fibroblasti (FGFRs), i recettori del fattore di crescita dell’insulina e dell’insulina (IR e IGFR), i recettori del fattore di crescita derivato dalle piastrine (PDGFRs), i recettori del fattore di crescita endoteliale vascolare (VEGFRs), i recettori del fattore di crescita Questi recettori condividono un’architettura molecolare simile, con una regione legante ligando nel dominio extracellulare, un’elica transmembrana e una regione citoplasmatica, che contiene un dominio della tirosina chinasi . La loro attivazione è dovuta ad una dimerizzazione indotta da ligando che provoca l’auto-fosforilazione del recettore di specifici residui di tirosina nel suo dominio intracellulare. Questi eventi di fosforilazione creano siti di attracco per le proteine contenenti domini Src homology 2 (SH2), che a loro volta controllano varie vie di segnalazione intracellulari come le chinasi proteiche attivate dal mitogeno (MAPK), la fosfatidilinositolo 3-chinasi (PI3K), la fosfolipasi C-γ (PLCy) e JAK/STAT (Fig. 1).

Fig. 1
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Rappresentazione schematica di un recettore tirosin chinasi e della via MAPK a valle. L’RTK è composto da una regione legante ligando nel dominio extracellulare, un’elica transmembrana e una regione citoplasmatica, che contiene un dominio della tirosina chinasi. La sua attivazione è dovuta ad una dimerizzazione indotta da ligando che provoca l’auto-fosforilazione del recettore di specifici residui di tirosina nel suo dominio intracellulare. La proteina adattatore GRB2 si lega all’RTK fosforilato e al fattore di scambio nucleotidico SOS che agisce come un regolatore positivo di RAS consentendo la sua interazione con le serine / treonine chinasi della famiglia RAF, che attiva MEK, che a sua volta attiva ERK. ERK ha molti substrati, che controllano la proliferazione, la differenziazione, la sopravvivenza e la migrazione

I cambiamenti genetici che alterano l’attività, l’abbondanza, la distribuzione cellulare o la regolazione degli RTK sono osservati in un’ampia varietà di neoplasie . Mutazioni genetiche che colpiscono i membri dell’EGFR sono state associate a diversi tipi di cancro. Nel cancro al seno, la sovraespressione di HER2 (Human Epidermal Growth Factor Receptor 2) si trova in circa il 10-30% dei pazienti . Le mutazioni che colpiscono il gene EGFR provocano la sua sovraespressione nel 30-50% del glioblastoma , nel 25-82% nel cancro del colon-retto e nel 5-20% nel carcinoma polmonare non a piccole cellule . Mutazioni nel gene PDGFRa sono state riscontrate nel 5% del cancro stromale gastrointestinale (GIST) e amplificazioni di PDGFRa sono state riportate nel 5-10% del glioblastoma multiforme, nell’oligodendrocitoma, nel carcinoma a cellule squamose esofagee e nei sarcomi dell’arteria intimale . Le mutazioni in KIT si trovano principalmente nella leucemia, nei tumori stromali gastrointestinali (GIST), nel tumore delle cellule germinali testicolari (TGCT) e nel melanoma . Queste mutazioni che interessano il risultato di RTK nella proliferazione, nella sopravvivenza, nell’invasione e nella metastasi delle cellule aumentate attivando le vie a valle quali la via di MAPK e la via di PI3K.

Il percorso MAPK è una delle cascate di segnalazione più deregolamentate nel cancro umano . Gli RTK trasmettono segnali al percorso MAPK attraverso le piccole GTPASI della famiglia RAS. La proteina adattatore GRB2 si lega al RTK fosforilato attraverso il suo dominio SH2 e al fattore di scambio nucleotidico Figlio di Sevenless (SOS) dai suoi domini SH3. SOS agisce come un regolatore positivo di RAS promuovendo lo scambio di nucleotide guanosina difosfato (GDP) al nucleotide guanosina trifosfato (GTP). Questo scambio attiva RAS, consentendo la sua interazione con un numero di effettori, in particolare le serine/treonine chinasi della famiglia RAF, che attivano le MAP chinasi chinasi (MEK), che a loro volta attivano le MAP chinasi (ERK). ERK ha molti substrati, che controllano la proliferazione, la differenziazione, la sopravvivenza e la migrazione (Fig. 1).

La via PI3K definita da PI3K, AKT e Bersaglio mammifero della rapamicina (mTOR) controlla la maggior parte delle caratteristiche del cancro, tra cui la proliferazione, la sopravvivenza e la motilità, e contribuisce agli aspetti che promuovono il cancro dell’ambiente tumorale, come l’angiogenesi . Viene attivato a valle di RTK da due meccanismi. In primo luogo, un residuo di tirosina fosforilato sul recettore funge da sito di attracco per la subunità regolatrice p85 di PI3K che recluta la subunità catalitica di PI3K, p110, alla membrana plasmatica. In secondo luogo, il RAS attivato a valle dell’RTK induce la traslocazione della membrana e l’attivazione della subunità p110 di PI3K . Attivato PI3K converte fosfatidilinositolo 4,5 fosfato (PIP2) in fosfatidilinositolo 3, 4, 5 fosfato (PIP3), che è un sito di attracco per il dominio di omologia pleckstrin (PH) della chinasi-1 fosfoinositolo-dipendente (PDK1) e AKT. AKT viene quindi fosforilato sulla treonina 308 (Thr308) da PDK1 e sulla serina 473 (Ser473) dalla chinasi mTOR dal complesso mTOR 2 (mTORC2) (Fig. 2). La chinasi di mTOR funziona in associazione con diversi set di proteine per formare due complessi distinti, mTORC1 (mTOR complex 1) e mTORC2, che sono grandi complessi con più componenti proteici. Entrambi i complessi condividono la chinasi mTOR, mLST8 (noto anche come GbL), DEPTOR e il complesso Tti1/Tel2. mTORC1 contiene anche proteine associate alla regolamentazione del bersaglio mammifero di rapamicina (RAPTOR) e PRAS40, mentre mTORC2 contiene compagno insensibile alla rapamicina di mTOR (RICTOR), mSIN1 e Protor1/2 (Fig. 2). Rispetto a mTORC1, mTORC2 è insensibile alla rapamicina, a causa della sua proteina di scaffold RICTOR. La maggior parte degli studi si è concentrata su mTORC1; pertanto, i regolamenti e le funzioni di mTORC2 e il meccanismo specifico della regolazione di RICTOR di mTORC2 e altre funzioni sono meno ben compresi . mTORC2 è il componente centrale nella via PI3K-AKT, fosforilando AKT a Ser473, causandone l’attivazione . Altri substrati di mTORC2 sono chinasi AGC, SGK e PKC, che hanno molteplici funzioni nel controllo della sopravvivenza cellulare, regolazione metabolica e organizzazione citoscheletrica .

Fig. 2
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Rappresentazione schematica di un RTK e del percorso PI3K / AKT a valle. PI3K è attivato a valle di RTK da due meccanismi. In primo luogo, un residuo di tirosina fosforilato sul recettore funge da sito di attracco per la subunità regolatrice p85 di PI3K che recluta la subunità catalitica di PI3K, p110, alla membrana plasmatica. In secondo luogo, RAS attivato a valle del RTK induce la traslocazione della membrana e l’attivazione della subunità p110 di PI3K. PI3K attivato converte PIP2 in PIP3, che è un sito di docking per PDK1 e AKT. AKT viene quindi fosforilato su Thr308 da PDK1 e su Ser473 dalla chinasi mTOR dal complesso mTOR 2 (mTORC2). mTORC2 è definito dalla sua proteina RICTOR scaffold e promuove la stabilità e l’attivazione di AKT, SGK e PKC. AKT attiva i segnali a valle coinvolti nella proliferazione, differenziazione, sopravvivenza e migrazione delle cellule

RICTOR è un componente chiave di mTORC2 ed è richiesto per la funzione mTORC2, dimostrato dalla significativa inibizione dell’attivazione di AKT da RICTOR knockdown . Pertanto, come regolatore critico della via PI3K/AKT, RICTOR svolge un ruolo importante nei tumori guidati da alterazioni RTK. Inoltre, il gene RICTOR ha recentemente dimostrato di essere amplificato nel cancro, evidenziando il suo ruolo nello sviluppo del cancro e il suo potenziale come bersaglio terapeutico.

Una comprensione dettagliata del meccanismo molecolare alla base della tumorigenesi indotta da RTK è essenziale per lo sviluppo di strategie terapeutiche efficaci per questo sottoinsieme di tumori. Questa recensione evidenzia l’importante ruolo svolto da RICTOR a valle di RTK nelle cellule tumorali e il potenziale di inibizione mirata di RICTOR/mTORC2 nel trattamento dei tumori con alterazioni della segnalazione RTK.

Amplificazione e sovraespressione di RICTOR nel cancro

Diversi studi hanno dimostrato un’amplificazione del gene RICTOR o una sovraespressione della sua proteina in diversi tipi di cancro. Tra i campioni amplificati da RICTOR i tipi di tumore più comuni sono il cancro alla prostata neuroendocrino (18%) e il carcinoma a cellule squamose polmonari (16%), seguito dal sarcoma (12%) e dal cancro dell’esofago e dello stomaco (10%). È interessante notare che le alterazioni RTK sono state identificate anche in questi tumori e l’analisi dei database disponibili attraverso il cBioPortal per la genomica del cancro mostra una tendenza alla co-occorrenza di alterazioni RICTOR e RTK in questi tumori (vedi TCGA Data Portal; (Fig. 3).

Fig. 3
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Frequenze di alterazioni di RICTOR, EGFR, ERBB2, KIT, PDGFRA e PDGFRB in diversi tipi di tumore. Le parentesi indicano una tendenza alla co-occorrenza di alterazioni di RICTOR e RTK. Quando la co-occorrenza è statisticamente significativa, è indicata con * (P <0,05) o ** (P< 0,01). I dati sono derivati dai set di dati TCGA disponibili al pubblico e ottenuti attraverso il cBioPortal for Cancer Genomics. NSCLC: Carcinoma polmonare non a piccole cellule. SCC: Carcinoma a cellule squamose

RICTOR è stato identificato come il gene più frequentemente amplificato osservato (~ 14% pazienti) in una coorte di carcinoma polmonare metastatico a piccole cellule (SCLC), dove la variazione del numero di copie di RICTOR è correlata con l’espressione della proteina RICTOR nelle cellule SCLC. La sopravvivenza globale nei pazienti con SCLC con amplificazione di RICTOR è stata significativamente ridotta . Inoltre, l’analisi del database Cancer Genome Atlas (TCGA) per l’alterazione di RICTOR ha dimostrato che RICTOR è stato amplificato in circa il 13% (132/1016) dei pazienti con tumori polmonari, incluso 10.3% nell’adenocarcinoma polmonare (53/515) e 15,8% (79/501) nel carcinoma a cellule squamose . È interessante notare che, in un sottoinsieme di 85 casi con amplificazione di RICTOR, il 41% (35/85) ha presentato almeno un’alterazione in un gene RTK (EGFR, HGFR, FGFR, ALK, KIT ecc.) . Uno studio su 640 pazienti con tumori solidi metastatici (principalmente tumori gastrointestinali e polmonari) conferma l’amplificazione di RICTOR nel cancro del polmone e ha dimostrato che l’amplificazione di RICTOR era rara ma ricorrente nel cancro gastrico (GC). La prevalenza di amplificazione di RICTOR rilevata da NGS e confermata da FISH, nei pazienti con GC era 3.8% (6/160) . L’espressione elevata di RICTOR è stata trovata anche in GC e direttamente correlata alla dimensione del tumore, all’invasione della parete dello stomaco, all’infiltrazione del linfonodo e dei vasi, allo stadio tumorale e alla differenziazione. Questi risultati suggeriscono che RICTOR è associato a progressione tumorale e prognosi infausta nei pazienti con GC e potrebbe quindi essere utilizzato come nuovo biomarcatore per la prognosi . In una coorte di 201 casi di carcinoma a cellule squamose esofagee (ESCC) l’espressione di RICTOR è stata stimata mediante immunoistochimica e associata a parametri clinicopatologici. La percentuale di espressione RICTOR-positiva è stata del 70,6% (142/201), che è correlata positivamente con lo stadio AJCC (American Joint Committee on Cancer) dei pazienti ESCC ed è stata associata a una cattiva prognosi. L’espressione di RICTOR e AJCC staging III o IV erano fattori di rischio indipendenti per l’ESCC . Uno studio del locus di RICTOR mediante array CGH in una serie di 43 colture a breve termine di melanoma ha mostrato che RICTOR è stato amplificato in 19 su 43 linee cellulari di melanoma (44%) e che l’amplificazione era indipendente dallo stato di mutazione BRAF e NRAS, le mutazioni più frequenti nel melanoma. La quantificazione dell’mRNA di RICTOR in 22 colture a breve termine di melanoma ha confermato che l’amplificazione del locus di RICTOR era associata ad un aumento del livello di mRNA di RICTOR . Nei tumori al seno, RICTOR è stato arricchito in campioni HER2-amplificati e correlato con un aumento della fosforilazione di AKT a S473, coerente con un potenziale ruolo di mTORC2 nei tumori al seno HER2-amplificati. Nei campioni invasivi di cancro al seno, l’espressione di RICTOR è stata sovraregolata in modo significativo rispetto ai tessuti non maligni . Oltre al cancro del polmone, ESCC, melanoma, GC e cancro al seno , la sovraespressione di RICTOR è stata riportata anche nel glioblastoma, nei carcinomi epatocellulari e nell’adenocarcinoma duttale pancreatico (PDAC) .

Poiché RICTOR svolge un ruolo chiave nella formazione di mTORC2 e nell’attivazione di AKT, può anche svolgere un ruolo chiave nel potenziale tumorigenico di RTK alterato. La deregolamentazione di RICTOR potrebbe avere effetti importanti nello sviluppo del tumore perché coopera con RTK alterati per trasformare le cellule o come regolatore critico di una via principale a valle di RTK.

Effetti di RICTOR sulla proliferazione cellulare, sulla sopravvivenza cellulare e sull’angiogenesi

La correlazione tra sovraespressione di RICTOR, progressione tumorale e scarsa sopravvivenza in una varietà di tumori suggerisce che l’amplificazione di RICTOR gioca un ruolo sulla proliferazione cellulare, sulla sopravvivenza cellulare o sul microambiente tumorale. Riassumiamo di seguito la recente ricerca sulla biologia della segnalazione di RICTOR nei tumori in cui la segnalazione RTK svolge un ruolo importante.

Tumori al seno

L’importanza della segnalazione PI3K/AKT è ben documentata nei modelli di cancro al seno amplificati da HER2 e il ruolo di RICTOR/mTORC2 sta diventando sempre più riconosciuto. Inibizione di mTORC1 / 2, da inibitori della chinasi mTOR PP242 e knock-027 o RICTOR knockdown, efficacemente soppresso fosforilazione di AKT (S473) e la proliferazione delle cellule di cancro al seno e la migrazione. Ha anche promosso la fame di siero-o l’apoptosi indotta da cisplatino e ha impedito la crescita del tumore al seno in vivo in un modello di xenotrapianto . RICTOR / mTORC2 inoltre è stato trovato essenziale affinchè la capacità di HRG (fattore di crescita del tipo di EGF) promuova la trasformazione delle cellule di cancro al seno HRG-sensibili. L’interruzione del braccio mTORC2 della via attraverso il knockdown di RICTOR, ha attenuato significativamente la capacità di HRG di promuovere l’oncogenesi HER2-dipendente . Questi risultati sono stati confermati in un modello murino HER2/Neu di cancro al seno, dove l’ablazione di RICTOR ha diminuito la fosforilazione di AKT S473, la proliferazione cellulare e la latenza tumorale ritardata, il carico e la penetranza suggerendo che RICTOR promuove la genesi dei tumori HER2-sovraesprimenti . Pertanto, i tumori al seno amplificati da HER2 utilizzano la segnalazione RICTOR / mTORC2 per guidare la formazione del tumore, la sopravvivenza delle cellule tumorali e la resistenza alla terapia mirata a HER2. L’inibizione di mTORC2 può offrire una strategia terapeutica promettente per aiutare a sradicare i cancri al seno HER2-amplificati, in particolare nei tumori che sono resistenti alla terapia mirata a HER2 o dove la segnalazione di AKT è attivata.

Tumori polmonari

Nel carcinoma polmonare è stata riportata amplificazione di RICTOR ed è stata associata ad una diminuzione della sopravvivenza globale. Variazione del numero di copie RICTOR correlata all’espressione della proteina RICTOR nelle cellule SCLC . I suoi ruoli oncogeni sono stati suggeriti dalla diminuzione della crescita delle cellule del cancro del polmone sia in vitro che in vivo con ablazione di RICTOR e dalla capacità di RICTOR di trasformare le cellule Ba/F3 . Linee cellulari SCLC con vari livelli di RICTOR copy number (CN) guadagno sono stati utilizzati per analizzare i suoi effetti a valle sulla crescita cellulare e la migrazione. Gli autori hanno dimostrato che le linee cellulari SCLC con guadagno RICTOR CN migravano più rapidamente rispetto alle cellule senza guadagno in RICTOR CN, associando l’amplificazione RICTOR con una maggiore motilità cellulare . Le cellule tumorali polmonari con amplificazione di RICTOR hanno mostrato una maggiore sensibilità agli inibitori di mTORC1/2, mentre il silenziamento di RICTOR ha reso le cellule amplificate da RICTOR notevolmente più resistenti agli inibitori di mTORC1 / 2, dimostrando che RICTOR era il bersaglio in quelle cellule . È interessante notare che in una linea cellulare che combina l’amplificazione di RICTOR e PDGFR, il knockdown di RICTOR è stato associato a una proliferazione significativamente ridotta in vitro e in vivo, coerente con il ruolo di RICTOR come driver oncogenico a valle del PDGFR . Il sottoinsieme di pazienti affetti da cancro del polmone con amplificazione di RICTOR può trarre beneficio dai farmaci mirati a mTORC1/2. Infatti, un paziente con un adenocarcinoma polmonare che presenta un’amplificazione di RICTOR ha dimostrato la stabilizzazione del tumore per 18 mesi dopo il trattamento con inibitori mTORC1 / 2 .

Cancri pancreatici

La via di PI3K/mTOR funziona a valle di RAS, che è mutata in 90% di PDAC e svolge un ruolo chiave nella segnalazione di IR/IGFR che è sovraespressa nei tessuti pancreatici del cancro. RICTOR / mTORC2 sono sempre più riconosciuti come attori importanti nello sviluppo del cancro al pancreas. L’espressione di RICTOR nella PDAC è associata a una ridotta sopravvivenza nei pazienti . Knockdown di RICTOR da RNA interferenza nelle linee cellulari del cancro pancreatico umano ha un effetto inibitorio sulla crescita del tumore in vitro e in vivo . Utilizzando un modello di topo geneticamente modificato PDAC (GEMM), è stato anche dimostrato che la delezione di RICTOR ha ritardato drasticamente la formazione del tumore, mentre i topi con sopravvivenza mediana sono quasi raddoppiati nei topi eliminati da RICTOR rispetto ai topi di controllo . L’abbattimento di RICTOR in due linee cellulari primarie di PanIN (precursore del tumore pancreatico) stabilite da topi con PanIN precoce, ha ridotto la proliferazione in entrambe le linee cellulari e migliorato l’espressione della beta galattosidasi associata alla senescenza . L’inibizione farmacologica di mTORC1 / 2 ha ritardato la formazione del tumore e la sopravvivenza prolungata nel tumore in stadio avanzato. In conclusione, questi risultati forniscono prove per mTORC2 / RICTOR come un nuovo attraente bersaglio per il trattamento della PDAC umana.

Tumori del colon

L’attivazione della via di segnalazione PI3K/AKT/mTOR è associata alla crescita e alla progressione del cancro del colon-retto (CRC). Più specificamente, l’aumentata espressione di RICTOR è associata alla progressione del tumore e alla scarsa sopravvivenza nella CRC (32), e l’attività mTOR e la distribuzione complessa sono fattori prognostici indipendenti nel carcinoma colorettale . L’inibizione della segnalazione mTORC1/2, utilizzando inibitori farmacologici o knockdown di mTORC1/RAPTOR e mTORC2 / RICTOR, ha attenuato la migrazione e l’invasione delle cellule CRC, ha indotto una transizione mesenchimale–epiteliale e una maggiore chemosensibilità delle cellule CRC a oxaliplatino . Gli inibitori selettivi di TORC1 / 2 hanno causato la soppressione della crescita nelle cellule CRC in vitro e in vivo e hanno migliorato le attività antitumorali della doxorubicina nei modelli murini di xenotrapianto colorettale . Nelle cellule CRC, l’espressione di RICTOR è anche regolata dal cluster miR-424/503, che contribuisce alla progressione del tumore. RICTOR è sovraregolato tramite la repressione del cluster miR-424/503 nelle linee cellulari del cancro del colon che ospitano l’upregulation c-SRC. La ri-espressione di miR-424/503 ha causato downregulation di RICTOR e ha diminuito la tumorigenicità e l’attività invasiva di queste cellule. Inoltre, la downregulation di miR-424/503 è associata all’upregulation di RICTOR nei tessuti del cancro del colon . Infine, una relazione tra autofagia e attivazione RTK attraverso la segnalazione mTORC2 è stata recentemente identificata nelle cellule CRC. c-MET ha un ruolo di promozione del tumore nella CRC ed è stato caratterizzato come un meccanismo di resistenza alla terapia mirata all’EGFR. L’autofagia basale regola positivamente l’attivazione del c-MET tramite un meccanismo mediato da mTORC2 . Questi risultati forniscono la logica per includere gli inibitori di mTORC1 / 2 come parte del regime terapeutico per i pazienti con CRC.

Glioblastoma

L’amplificazione del gene che codifica per l’EGFR si verifica comunemente nel glioblastoma (GBM), il tumore cerebrale primario maligno più comune degli adulti. La sovraespressione di EGFR porta all’attivazione delle chinasi a valle, inclusa la via PI3K/AKT/mTOR. mTORC2 è spesso attivato in GBM e sia EGFR che RICTOR sono associati ad una maggiore proliferazione, invasione, metastasi e prognosi infausta. . mTORC2 segnalazione promuove la crescita GBM e la sopravvivenza a valle di EGFR. mTORC2 attiva NF-kB, che rende le cellule GBM e i tumori resistenti alla chemioterapia in modo indipendente dall’AKT. L’inibizione di mTORC2 inverte la resistenza alla chemioterapia in vivo . Il co-silenziamento di EGFR e RICTOR nelle linee cellulari GBM ha determinato una ridotta migrazione cellulare e una maggiore sensibilità alla vincristina e alla temozolomide. Mentre il silenziamento di EGFR o RICTOR da solo non ha avuto alcun effetto significativo sulla crescita del tumore dello xenotrapianto in vivo, il silenziamento di EGFR e RICTOR ha portato simultaneamente a una completa eradicazione dei tumori suggerendo che il silenziamento combinato di EGFR e RICTOR dovrebbe essere un mezzo efficace per trattare GBM . Recentemente, una piccola molecola, che blocca specificamente l’interazione di RICTOR e mTOR, è stata sviluppata come potenziale inibitore dell’attività mTORC2 in GBM. In vitro, ha inibito l’attività della chinasi mTORC2 a concentrazioni submicromolari e, nei saggi cellulari, ha inibito specificamente la fosforilazione dei substrati mTORC2 senza alterare lo stato di fosforilazione del substrato mTORC1. Questo inibitore ha dimostrato significativi effetti inibitori sulla crescita cellulare, la motilità e l’invasività nelle linee cellulari GBM e la sensibilità correlata con l’espressione relativa di RICTOR o SIN1. Negli studi di xenotrapianto GBM, questa piccola molecola ha dimostrato significative proprietà antitumorali . Questi risultati evidenziano il ruolo critico di mTORC2 nella patogenesi del GBM, compresi i tumori con EGFR alterato. Questi risultati suggeriscono che le strategie terapeutiche mirate a mTORC2, da solo o in combinazione con chemioterapia o inibizione dell’EGFR, potrebbero essere efficaci nel trattamento della GBM.

Cancri gastrici

Un’espressione elevata di RICTOR è associata con la progressione del tumore e la prognosi difficile in pazienti con GC mentre nessuna associazione significativa è osservata fra l’attività di mTORC1 e le caratteristiche o la prognosi clinicopatological, suggerenti che mTORC2 svolge un ruolo più importante di mTORC1 nella progressione gastrica del tumore . Stabile sh-RNA mediata down-regolazione di RICTOR, significativamente inibito GC proliferazione cellulare, migrazione e invasione, e apoptosi migliorata . Inoltre, l’amplificazione RICTOR definisce un sottoinsieme di GC avanzato che ha mostrato una maggiore sensibilità al doppio inibitore mTORC1/2, AZD2014, e al doppio composto PI3K / mTOR, BEZ235, mentre l’inibitore AKT AZD5363 ha avuto effetti minori sulla crescita cellulare derivata dal paziente amplificata da RICTOR. RICTOR knockdown è stato sufficiente per abrogare gli effetti inibitori di AZD2014 sulla crescita cellulare, coerente con l’importanza funzionale dell’amplificazione di RICTOR . Insieme, questi dati supportano l’oncogenicità dell’amplificazione di RICTOR e forniscono la logica per il targeting sia di mTORC1 che di mTORC2 come parte della strategia terapeutica per GC.

Microambiente tumorale

Oltre ai suoi effetti diretti sulle cellule tumorali sopra descritte, RICTOR svolge anche un ruolo nella progressione del tumore regolando il microambiente tumorale attraverso l’angiogenesi o attraverso il rimodellamento dello stroma. Nei tumori pancreatici, è stato dimostrato che il blocco di RICTOR ha portato ad un’inibizione dell’espressione del fattore-1α (HIF-1α) indotta dall’ipossia e ad una significativa riduzione del suo fattore di crescita vascolare-endoteliale target a valle-A (VEGF-A), un fattore critico di promozione del cancro coinvolto nel reclutamento di cellule stromali . Allo stesso modo, nel cancro alla prostata, è stato dimostrato che miR-218 ha inibito l’angiogenesi tumorale delle cellule tumorali della prostata in vitro e in vivo attraverso la regolazione dell’espressione di RICTOR. RICTOR knockdown fenocopied MIR-218 sovraespressione nell’inibizione dell’angiogenesi del cancro alla prostata. Questi risultati hanno rivelato un importante coinvolgimento dell’asse RICTOR/VEGF nella progressione tumorale attraverso il meccanismo dell’angiogenesi . Nel melanoma, dove l’amplificazione e la sovraespressione di RICTOR sono frequenti, la down-regolazione di RICTOR con shRNA ha gravemente compromesso la formazione di mimetismo vasculogenico (VM) attraverso la via AKT-MMP-2/9. L’indagine patologica ha dimostrato che i tessuti del melanoma che sovraesprimono RICTOR sono inclini a formare canali VM, e questa formazione è stata accompagnata da traslocazione della membrana AKT e un aumento della secrezione di MMP-2/9 . Questi risultati supportano l’ipotesi che RICTOR regoli la formazione di VM.

Presi insieme, questi studi attestano che l’amplificazione e la sovraespressione di RICTOR svolgono un ruolo nella crescita del tumore, almeno in parte attraverso la vascolarizzazione e il rimodellamento dello stroma tumorale.

RICTOR come bersaglio terapeutico

L’importanza della via PI3K/AKT / mTOR nel cancro è nota da molti anni, ma il ruolo centrale di RICTOR in questa via sta solo iniziando ad emergere. In molti tipi di cancro, è stato dimostrato che la sovraespressione di RICTOR nelle cellule tumorali porta ad un aumento della proliferazione e della sopravvivenza cellulare e ad una diminuzione dell’apoptosi cellulare nelle cellule tumorali e ad un rimodellamento dello stroma, che tutti favoriscono lo sviluppo del tumore. È interessante notare che la sovraespressione di RICTOR è stata associata positivamente alla progressione del tumore e alla scarsa sopravvivenza nel cancro del colon-retto , nel carcinoma epatocellulare , nel carcinoma endometriale , nell’adenoma pituitario e nella PDAC . RICTOR sta quindi diventando un attore importante nella diagnosi, nella prognosi e nel trattamento del cancro.

RICTOR è spesso sovraespresso nelle cellule tumorali, spesso a causa dell’amplificazione genica. Inoltre, in assenza di amplificazione genica, la sovraespressione di RICTOR può anche essere associata alla deregolamentazione dell’espressione di miRNA nelle cellule tumorali come miR-218 nei tumori della prostata e del cavo orale, il cluster miR-424/503 nei tumori del colon e miR-196b nel melanoma e nel carcinoma epotocellulare . Oltre all’amplificazione genica e al miRNA, la sovraespressione di RICTOR può anche essere collegata a fattori di trascrizione e modificazioni epigenetiche. Ad esempio, il fattore di trascrizione FoxO eleva l’espressione di RICTOR, portando ad un aumento dell’attività mTORC2 inibendo mTORC1, attivando così AKT. FoxO può agire come reostato che mantiene l’equilibrio omeostatico tra le attività dei complessi AKT e mTOR . Inoltre, l’istone dimetil transferasi WHSC1 è stato recentemente dimostrato di sovraregolare trascrizionalmente l’espressione di RICTOR per migliorare ulteriormente l’attività AKT per promuovere le metastasi del cancro alla prostata, evidenziando il ruolo della cascata AKT/WHSC1/RICTOR nella malignità del cancro alla prostata .

Sebbene la maggior parte dei rapporti dimostri il ruolo importante di RICTOR attraverso l’attivazione della via RTK-PI3K/AKT, mTORC2 / RICTOR esibisce anche attività indipendenti dall’AKT, che potrebbero svolgere un ruolo nel potenziale oncogeno di RICTOR. È stato dimostrato che l’adattatore PRICKLE1 interagisce con RICTOR, controlla l’organizzazione del citosqueleton dell’actina e contribuisce alla diffusione delle cellule del cancro al seno . L’interruzione dell’interazione PRICKLE1-RICTOR ha determinato una forte compromissione della diffusione delle cellule del cancro al seno nei test di xenotrapianto. È stato anche dimostrato che l’upregulation di PRICKLE1 è associato a segnalazione AKT e prognosi infausta nei tumori al seno basali . In un altro studio, è stato dimostrato che mTORC2 utilizza due percorsi coordinati per guidare la metastasi del cancro al seno, uno dipendente da AKT e uno indipendente da AKT, entrambi convergenti su RAC1. AKT segnalazione attivato RAC1 attraverso il RAC-GEF TIAM1, mentre PKC segnalazione smorzato espressione dell’inibitore RAC1 endogeno, RHOGDI2 . RICTOR ha anche dimostrato di essere un componente importante del complesso di ligasi FBXW7 E3 che partecipa alla regolazione dell’ubiquitinazione e della degradazione della proteina c-MYC e CICLINA E, nonché alla stabilità di RICTOR . Infine, RICTOR non solo agisce a valle di IGF-IR / InsR, ma sembra anche regolare l’attivazione di IGF-IR / InsR. Uno studio recente ha indicato che il complesso mTORC2 ha un’attività della chinasi di specificità doppia e direttamente ha promosso l’attivazione di IGF-IR/InsR . Il ruolo di queste attività indipendenti dall’AKT di RICTOR / mTORC2 nello sviluppo del cancro non è ancora completamente chiaro e dovrà essere convalidato.

Come nodo di segnalazione chiave ed effettore critico di RTK, RICTOR / mTORC2 è diventato un prezioso bersaglio terapeutico. La prima generazione di inibitori mTOR (rapamicina e rapalogs; Tabella 1) mirava solo a mTORC1. Il loro uso per il trattamento dei tumori ha mostrato un tasso di risposta limitato in parte a causa di un forte ciclo di feedback tra mTORC1 e AKT, che ha attivato quest’ultimo. La seconda generazione di inibitori mTOR ATP-competitivi che colpiscono sia mTORC1 che mTORC2 (Tabella 2) ha mostrato una maggiore efficacia rispetto a rapalogs per il trattamento del cancro. Tuttavia, l’attivazione di feedback negativo indotta dall’inibizione mTORC1 di PI3K / PDK1 e AKT (Thr308) può essere sufficiente per promuovere la sopravvivenza cellulare . I recenti studi che dimostrano che l’attività di mTORC2 è essenziale per lo sviluppo di un certo numero di tumori forniscono una logica per lo sviluppo di inibitori mirati specificamente a mTORC2, che non perturbano i cicli di feedback negativo dipendenti da mTORC1 e hanno una finestra terapeutica più accettabile. Ad oggi, gli inibitori specifici di mTORC2 non sono disponibili e il targeting di RICTOR rimane difficile a causa della sua mancanza di attività enzimatica. Tuttavia, RICTOR è un bersaglio diretto della proteina ribosomiale S6 chinasi-1 (S6 K1) che lo fosforila su Thr1135 e media il legame 14-3-3 con RICTOR, inducendo un cambiamento conformazionale che impedisce a mTORC2 di fosforilare AKT (41). L’inibizione di mTORC2 mediante fosforilazione di RICTOR su Thr1135 potrebbe essere utilizzata come nuova strategia per inibire specificamente mTORC2. Inoltre, sono state sviluppate piccole molecole, che bloccano specificamente l’interazione di RICTOR e mTOR, e potrebbero essere utilizzate come inibitori specifici di RICTOR/mTORC2 e un’alternativa agli inibitori di mTORC1/2 . Il ruolo di RICTOR nei tumori guidati da RTK ha iniziato a essere svelato e il targeting di RICTOR/mTORC2 potrebbe avere un impatto terapeutico in questi tumori. L’inibizione di RICTOR / mTORC2 può quindi offrire una strategia terapeutica promettente per trattare i tumori modificati da RTK, in particolare quelli resistenti alle terapie mirate a RTK.

Table 1 First generation of mTOR inhibitors
Table 2 Second generation of mTOR inhibitors

Conclusions and perspectives

As a key player in mTORC2 formation and AKT activation, RICTOR plays a significant role downstream of RTK. L’importanza di RICTOR a valle di RTK nel cancro è evidenziata dal fatto che non solo le alterazioni di RICTOR e RTK co-si verificano in alcuni tumori, ma anche che l’espressione di RICTOR è essenziale per consentire il potenziale oncogeno di RTK come HER2, PDGFR o EGFR. Sebbene siano stati fatti progressi significativi nello sviluppo di inibitori di piccole molecole e anticorpi monoclonali che mirano ai componenti delle vie di segnalazione RTK nel cancro, un ostacolo importante rimane nella capacità delle cellule tumorali di adattarsi a questi inibitori sviluppando resistenza. Gli inibitori che mirano a RICTOR / mTORC2 possono essere strumenti preziosi per trattare i tumori modificati da RTK che sono resistenti alle terapie che mirano a RTK.