Proteiny odpovědné za špatnou terapeutickou odpověď metastatických nádorů ledvin na léčbu tyrosinkinasovými inhibitory

BOUCHALOVÁ, Pavla, Jan ŠIMONÍK, David POTĚŠIL, Petr LAPČÍK, Ján PODHOREC, Lucia JANÁČOVÁ, Milan HORA, Alice HLOBILKOVÁ, Alexandr POPRACH, Vlad POPOVICI, Ondřej FIALA and Pavel BOUCHAL. Proteiny odpovědné za špatnou terapeutickou odpověď metastatických nádorů ledvin na léčbu tyrosinkinasovými inhibitory (Proteins associated with low response to tyrosinkinase inhibitor therapy in metastatic kidney tumors). In Sborník abstrakt, přednášek a posterů, XXV. Biologické dny, Brno 5.- 6.9.2022, p. 40. 2022. ISSN 1805-9619.

Basic information

• Original name: Proteiny odpovědné za špatnou terapeutickou odpověď metastatických nádorů ledvin na léčbu tyrosinkinasovými inhibitory
• Name in Czech: Proteiny odpovědné za špatnou terapeutickou odpověď metastatických nádorů ledvin na léčbu tyrosinkinasovými inhibitory
• Name (in English): Proteins associated with low response to tyrosinkinase inhibitor therapy in metastatic kidney tumors
• Authors: BOUCHALOVÁ, Pavla, Jan ŠIMONÍK, David POTĚŠIL, Petr LAPČÍK, Ján PODHOREC, Lucia JANÁČOVÁ, Milan HORA, Alice HLOBILKOVÁ, Alexandr POPRACH, Vlad POPOVICI, Ondřej FIALA and Pavel BOUCHAL.
• Edition: Sborník abstrakt, přednášek a posterů, XXV. Biologické dny, Brno 5.- 6.9.2022, p. 40, 2022.

Other information

• Original language: Czech
• Type of outcome: Conference abstract
• Country of publisher: Czech Republic
• Confidentiality degree: is not subject to a state or trade secret
• WWW: stránka konference
• Organization unit: Faculty of Science
• ISSN: 1805-9619
• Keywords (in Czech): nádory ledvin, metastázy, cílená léčba, sunitinib, rezistence, proteomika, GPNMB, migrace, invazivita
• Keywords in English: renal carcinoma, metastases, targeted therapy, sunitinib, resistance, proteomics, GPNMB, migration, invasiveness
• Tags: International impact

Abstract

Metastatický karcinom ledvin (mRCC) je nádorové onemocnění s velmi špatnou prognózou. Řada pacientů s mRCC je léčena tyrosinkinázovými inhibitory (TKI), avšak mnoho z nich na tuto léčbu neodpovídá dostatečně. V současné době chybí molekulární markery, které by umožnily identifikovat pacienty, u nichž tato terapie nebude účinná a kteří by případně benefitovali z alternativní léčby (imunoterapie, zařazení do klinické studie). Cílem studie bylo na základě proteomové analýzy nové generace identifikovat proteiny resp. proteinové panely, které by mohly sloužit jako prediktivní markery špatné odpovědi na TKI. Byla provedena proteomová analýza souboru 75 mRCC tkání od pacientů léčených TKI sunitinibem a pazobanibem v 1. linii, z nichž 42 neodpovídalo na léčbu, a 17 přilehlých nenádorových tkání, a to pomocí hmotnostní spektrometrie s datově nezávislým sběrem dat (DIA-MS) na hmotnostním spektrometru QExactive HF-X (Thermo Fisher Scientific). Bylo kvantifikováno 6183 proteinových skupin (Qvalue<0,01). Z proteomických dat byl zkonstruován klasifikátor s prediktivním potenciálem zahrnující 10 vybraných proteinů a dále byl vybrán transmembránový glykoprotein GPNMB, který vykazoval zvýšenou hladinu u nádorů neodpovídajících vs. odpovídajících na léčbu TKI a který by mohl sloužit jako potenciální diagnostický a terapeutický cíl. Pomocí metody CRISPR/Cas9 byla připravena buněčná linie 786-0 odvozená z renálního karcinomu s umlčeným GPNMB genem, u níž bylo potvrzena delece 10 bp vedoucí k frameshiftu a vnesení stop kodonu, i snížená hladina proteinu GPNMB pomocí western blotu s imunochemickou detekcí. Vliv snížení hladiny GPNMB byl následně studován ve „scratch“ migračních experimentech, přičemž výsledky ukázaly sníženou migrační schopnost oproti rodičovské linii 786-0. Pro rutinní stanovení GPNMB a proteinového panelu byla zavedena metodika cílené proteomiky (SRM) a pro GPNMB rovněž imunohistochemické barvení na tkáňových řezech. Lze shrnout, že proteomová analýza na bázi DIA-MS umožňuje identifikovat nové potenciální diagnostické a terapeutické cíle mRCC, přičemž zvýšená hladina GPNMB souvisí se špatnou odpovědí mRCC pacientů na léčbu TKI a vyšší migrační kapacitou nádorových buněk. Práce byla řešena v rámci projektu Ministerstva zdravotnictví ČR č. NV19-08-00250. Všechna práva vyhrazena. Podporováno projektem Národní ústav pro výzkum rakoviny (Program EXCELES, ID: LX22NPO5102) – Financováno Evropskou unií – Next Generation EU.

Abstract (in English)

Metastatic renal carcinoma (mRCC) is cancer with poor prognosis. The patients are treated with tyrosinkinase inhibitors (TKI), but many of patients response insufficiently to this therapy. Up to present, there is no molecular marker identifying patients, who will response poorly and who would benefit from alternative type of therapy (immunotherapy, experimental clinic studies). Aim of the study is to apply proteomics methods for identification of proteins or proteins panels, which could serve as predictive markers of poor response to TKI therapy. The proteomics analysis of 75 mRCC tissues from patients treated with TKI sunitinib or pazopanib in first line, from whose 42 patients were non-responders, and of 17 normal kidney tissues was done using mass spectrometry with data independent analysis (DIA-MS) on QExactive HF-X mass spectrometer (Thermo Fisher Scientific). 6183 protein groups were quantified (Qvalue<0.01). The classificator with predictive potential, which includes 10 selected proteins, was constructed based on the proteomic data. Transmembrane glycoprotein GPNMB showed increased protein level in TKI non-responsive tumors in comparison with responsible ones and could serve as a potential diagnostic and therapeutic target. GPNMB gene was disrupted in 786-0 cell line derived from renal carcinoma using CRISPR/Cas 9 method and a 10 bp deletion with frameshift leading to stop codon was identified, decreased protein level was confirmed in immunochemical detection of GPNMB using western blot. The “scratch assay” was performed to reveal changes of migratory properties in such modified 786-0 cells. Cell with decreased level of GPNMB migrated slowly in comparison to parental cells. The methods for routinely assessment of GPNMB protein were established: a targeted single reaction monitoring (SRM) MS method and immunohistochemical staining of tissue slices. In conclusion, proteomics analysis based on DIA-MS enables identification of new potential diagnostic and therapeutic targets in mRCC. Increased protein level of GPNMB is associated with poor response of mRCC patients to TKI therapy and supports migrative capabilities of cancer cells. Supported by Ministry of Health of the Czech Republic, project No. NV19-08-00250, all rights reserved, and by The project National Institute for Cancer Research (Programme EXCELES, ID Project No. LX22NPO5102) - Funded by the European Union - Next Generation EU. CIISB, Instruct-CZ Centre of Instruct-ERIC EU consortium, funded by MEYS CR infrastructure project LM2018127, is gratefully acknowledged for the financial support of the measurements at the CEITEC Proteomics Core Facility.

Links

• LX22NPO5102, research and development project: Name: Národní ústav pro výzkum rakoviny (Acronym: NÚVR)

Investor: Ministry of Education, Youth and Sports of the CR, National institute for cancer research, 5.1 EXCELES

• NV19-08-00250, research and development project: Name: Proteotypová klasifikace renálního karcinomu ve vztahu k prognóze a terapeutické odpovědi

Investor: Ministry of Health of the CR