Механизмы регуляции клеточного цикла CDK4 / 6 и пути формирования устойчивости к их ингибиторам (литературный обзор)

По данным ВОЗ на 2024 год, рак молочной железы (РМЖ) остаётся наиболее часто диагностируемым злокачественным новообразованием (ЗНО) у женщин во всём мире и продолжает занимать одно из ведущих мест среди причин онкологической смертности [1]. Примерно 70% всех случаев относятся к гормон-рецептор-положительному (HR+)/HER2-отрицательному (HER2–) подтипу РМЖ [2]. Внутри этой группы выделяются люминальные опухоли, которые, несмотря на общую гормональную чувствительность, существенно различаются по биологическому поведению.

Люминальные A и B подтипы характеризуются разной экспрессией гормональных рецепторов и уровнем пролиферативной активности. Опухоли люминального B подтипа имеют более высокие значения экспрессии маркера пролиферации Ki-67 и/или низкую экспрессию рецепторов к прогестерону (PR), при этом данный фенотип опухоли отличается более высокой агрессивностью [3]. Отличия в уровнях экспрессии биологических маркеров объясняют необходимость применения различных терапевтических подходов [4].

Изучение регуляции клеточного цикла стало одним из поворотных моментов в расширении возможностей современной противоопухолевой терапии HR+ РМЖ. Центральную роль здесь играют циклинзависимые киназы CDK4 и CDK6, обеспечивающие переход клеточного цикла из фазы G1 в фазу S [5]. Избыточная активность этих киназ тесно связана с гормональной стимуляцией опухолевого роста, в том числе через индукцию сверхэкспрессии циклина D1 под влиянием активированных сигнальных путей [4,6]. Это послужило основанием для разработки и внедрения в клиническую практику ингибиторов CDK4/6 (CDK4/6i) — палбоциклиба, рибоциклиба и абема-циклиба. В сочетании с эндокринной терапией они изменили парадигму лечения пациенток с распространённым HR+/HER2– раком, увеличив показатели выживаемости [7].

Тем не менее, даже при использовании современных комбинированных схем лечения у большинства пациенток c РМЖ со временем развивается резистентность к тера- пии [8]. Это связано с множеством факторов: от активации обходных сигнальных путей до изменения уровней экспрессии белков, регулирующих клеточный цикл [9]. Поэтому поиск способов преодоления такой устойчивости и более точный подбор терапии остаются одними из главных задач современной онкологии.

Понимание молекулярных механизмов и путей, участвующих в развитии резистентности к CDK4/6i, необходимо для разработки эффективных стратегий лечения и для выделения подгруппы пациенток, которые могут получить максимальную пользу от данной терапии. Ответом на эту клиническую проблему стали как уже завершённые исследования, предоставившие доказанные методы преодоления резистентности (табл. 1), так и текущие клинические исследования, изучающие новые таргет-ные подходы (табл. 2). В настоящем обзоре мы подробно рассматриваем ключевые механизмы, влияющие на чувствительность опухолевых клеток к CDK4/6i, с особым акцентом на внутриклеточные процессы, способствующие развитию резистентности.

РОЛЬ CDK4/6 В КОНТРОЛЕ КЛЕТОЧНОГО ЦИКЛА

Клеточное деление поддерживается строго координированной системой. Её ключевая функция заключается в обеспечении пролиферации там, где это необходимо (например, для регенерации), при одновременном подавлении избыточного роста [10]. Нарушение этой регуляции лежит в основе злокачественного перерождения [11]. Центральную роль в координации прогрессии клеточного цикла играют циклинзависимые киназы (CDK). CDK1–6 регулируют непосредственно фазы цикла, в то время как CDK7–9 выступают в качестве транскрипционных регуляторов. Активность CDK контролируется циклинами, которые действуют как регуляторные субъединицы. Объединяясь, эти комплексы инициируют сигналы, позволяющие клетке проходить через фазы G1, S, G2 и митоз [12].

Ключевую роль в контроле перехода из G1 в S фазу играют несколько CDK: CDK4 и CDK6, специфичные к ци-клину D, и CDK2, специфичная к циклину E, которые последовательно фосфорилируют белок ретинобластомы (Rb; от англ. retinoblastoma protein) [13]. Семейство циклинов D представлено тремя изоформами (D1, D2 и D3), универсальная функция которых — активация CDK4/6. Однако в патогенезе HR+ РМЖ гиперэкспрессия и амплификация гена CCND1 делают комплекс циклин D1 — CDK4/6 основным драйвером этого процесса [14]. Поэтому последующие этапы, инициируемые фосфорилированием Rb, в данном контексте справедливо связывать прежде всего с активностью этой конкретной изоформы.

В своей физиологической роли Rb действует как супрессор опухолевого роста, останавливая прогрессию кле- точного цикла на фазе S, при этом потеря Rb ассоциируется с опухолевой прогрессией [14]. После фосфорилирования комплексом циклин D1 — CDK4/6 фосфорилированный Rb высвобождает множество транскрипционных факторов, необходимых для перехода от G1 к S фазе, включая транскрипционные факторы семейства E2 (E2F) [15]. E2F связывается с ДНК, активируя транскрипцию E2F-зависи-мых генов, включая циклин E, который, в свою очередь, способствует клеточному делению посредством регуляции ассоциированных с клеточным циклом событий [15]. После накопления клеточной массы при переходе от G1 к S фазе действие комплекса циклин E-CDK2 стимулирует репликацию ДНК, после чего CDK1 отвечает за инициацию митоза [16].

Важнейшими негативными регуляторами перехода от G1 к S фазе являются супрессоры опухолевого роста из семейства белков INK4 (p16, p15, p18 и p19), которые специфично ингибируют CDK4 и CDK6, конкурируя с циклинами D за связывание и предотвращая формирование активных киназных комплексов [17]. С другой стороны, белки-ингибиторы циклинов (CIPs) или белки-ингибиторы киназ (KIPs), включая p21 и p27, связываются со всеми CDK в различной степени и проявляют двунаправленную регуляторную активность, определяемую уровнем их экспрессии и посттрансляционными модификациями [18].

РОЛЬ CDK4/6 В ПАТОГЕНЕЗЕ РАКА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Как в случае РМЖ, так и при ЗНО других топических локализаций, нарушения в работе сигнального каскада циклин D1 — CDK4/6 — Rb, будь то сбой во всём пути или его отдельных компонентов, приводят к утрате клеткой нормального контроля над делением [19]. Такая дисрегу-ляция каждого из звеньев каскада способствует непрерывной пролиферации, что лежит в основе опухолевого роста [4].

Циклин D1 является центральным звеном в опухолевой трансформации клеток молочной железы, опосредованной онкогенами ras и neu . Известно, что ras активирует транскрипцию гена циклина D1 ( CCND1 ) через сигнальный путь митоген-активируемой протеин-киназы (MAPK), а neu , находящийся выше в этом каскаде, действует аналогично [14]. Модели на мышах с полным удалением CCND1 продемонстрировали, что в его отсутствие оба онкогена теряют способность запускать злокачественные изменения в тканях молочной железы [19]. При этом в эпителиальных клетках активация ras или neu сопровождается ростом уровня мРНК только циклина D1, тогда как экспрессия циклинов D2 и D3 не изменяется. Эти данные указывают на исключительную зависимость сигнальных путей ras и neu от циклина D1 в контроле клеточного цикла, что объясняет его центральную роль в процессе канцерогенеза.

Таблица 1. Результаты завершенных исследований III фазы, направленных на преодоление резистентности к терапии HR+/HER2– РМЖ

Table 1. Results of completed phase III studies aimed at overcoming resistance to therapy in HR+ / HER2– breast cancer

Название исследова-ния/идентификатор NCT	Изучаемая терапия/ Фаза                            Первичные Ди-     мишень (лекар-      иссле-   Ключевые критерии      конечные    Статус зайн    ственный режим)    дования  включения              точки       набора    Главные результаты
A Study of Abemaciclib (LY2835219) Combined With Fulvestrant in Women With Hormone Receptor Positive HER2 Negative Breast Cancer (MONARCH 2)/ NCT02107703	РДСПК 1 абемациклиб +        III        • HR+/HER2– мРМЖ        PFS          Завер-      • Значимое улучшение фульвестрант vs.                • Прогрессирование на                  шено        PFS: медиана фульвестрант                    фоне нестероидной ЭТ                 (n = 669)      16,4 vs 9,3 месяцев Мишень: CDK4/6                 (ИА)                                               (HR = 0,553) • Исключение: пред-                                • Улучшение общей шествующая терапия                              выживаемости любым CDK4/6i или                                 (OS): медиана фульвестрантом                                    46,7 vs 37,3 месяцев Важно: Исследование                                (HR = 0,757) проводилось до эры                                  Статус: положитель- применения CDK4/6i                                ное. Стандарт терапии в первой линии                                     2-й линии для HR+/ HER2– мРМЖ
Study of Efficacy of Ribociclib After Progression on CDK4/6 Inhibition in Patients With HR+ HER2– Advanced Breast Cancer (MAINTAIN)/ NCT02632045	РДСПК 1 рибоциклиб + фуль-   II          • HR+/HER2– мРМЖ         PFS           Завер-      • PFS: HR = 0,57 (43% вестрант vs. плацебо/            • Прогрессирование                    шено        снижение риска) фульвестрант                      на любом CDK4/6i                       (n = 119)     • Медиана PFS: 5,3 мес Мишень:                         в комбинации с ЭТ                                  vs 2,8 мес CDK4/6 (продолже-               • ≤ 1 химиотерапии                                    • 12-месячная PFS: ние/смена CDK4/6i                в метастатической                                  24,6% vs 7,4% после прогресси-                 стадии.                                           Заключение: первое рования на терапии              Концепция: оценка                                 РКИ, доказавшее другим препаратом             эффективности смены                             эффективность этого класса)                   CDK4/6i (на рибоциклиб)                            смены CDK4/6i после в комбинации с фульве-                             прогрессирования странтом после прогрессирования на терапии другим препаратом этого класса
Abemaciclib (LY2835219) Plus Fulvestrant Compared to Placebo Plus Fulvestrant in Previously Treated Breast Cancer (postMONARCH)/ NCT05169567	РДСПК 1 абемациклиб +        III         • HR+/HER2– мРМЖ         PFS           Завер-      PFS: 5,6 мес. vs 3,9 мес. фульвестрант vs.                 • Прогрессирование                      шено       (HR = 0,67). плацебо + фульве-                после предшествующей                (n = 348)     Заключение: странт                           терапии CDK4/6i                                  подтверждение Мишень:                      • 1–2 линии предыдущей                           эффективности CDK4/6 (стратегия                системной терапии                                стратегии смены продолжения класса              в метастатической                                CDK4/6i в крупном CDK4/6i)                           стадии                                              исследовании III фазы
Phase 3 Trial of Elacestrant Versus Standard of Care for the Treatment of ER+/ HER2– Advanced Breast Cancer (EMERALD)]/ NCT03778931	РОАК 2    элацестрант vs.        III         • ER+/HER2– мРМЖ         PFS           Завер-      • PFS в подгруппе стандартная ЭТ                 • 1–2 линии пред-                       шено        ESR1m: HR = 0,55 Мишень: ESR1 (селек-             шествующей терапии,                  (n = 477)      (45% снижение тивный антагонист               включая обязательное                              риска) и деградер рецептора             лечение CDK4/6i                                  • PFS в общей эстрогена)                      • Стратификация по                                  популяции: HR = 0,70 наличию мутаций ESR1                            (30% снижение и предшествующей                                  риска). терапии фульвестран-                              Заключение: первый том.                                              пероральный SERD, Концепция: оценка                               показавший эффек- эффективности селектив-                           тивность у пациентов ного деградера рецеп-                              с резистентностью тора эстрогена (SERD)                                 к CDK4/6i, особенно у пациентов с резистент-                            при мутациях ESR1 ностью к предыдущей ЭТ, включая CDK4/6i

Название исследова-ния/идентификатор NCT	Изучаемая терапия/ Фаза                            Первичные Ди-     мишень (лекар-      иссле-   Ключевые критерии      конечные    Статус зайн    ственный режим)    дования  включения              точки       набора    Главные результаты
Capivasertib + Fulvestrant vs Placebo + Fulvestrant as Treatment for Locally Advanced (Inoperable) or Metastatic HR+/ HER2– Breast Cancer (CAPItello-291)/ NCT04305496	РДСПК 1 капивасертиб + фуль- III         • HR+/HER2– местнорас-    PFS в общей   Активно, • PFS в общей популя- вестрант vs. плацебо/             пространенный/мРМЖ популяции набор        ции: HR = 0,60 (40% фульвестрант                   • Рецидив/прогресси-      и в под-      завершен    снижение риска) Мишень: AKT                    рование во время или    группе       (n = 708)    • PFS в подгруппе после терапии ИА        с альте-                   с альтерациями AKT- • Допускалось пред-       рациями                   пути: HR = 0,50 (50% шествующее лечение     в пути AKT/                снижение риска). CDK4/6i                 PIK3CA/                   Заключение: первый PTEN                    ингибитор AKT, показавший эффективность у пациентов с резистентностью к ЭТ, включая пред-леченных CDK4/6i
Study Assessing the Efficacy and Safety of Alpelisib Plus Fulvestrant or Letrozole, Based on Prior Endocrine Therapy, in Patients With PIK3CA Mutant, HR+ , HER2– Advanced Breast Cancer Who Have Progressed on or After Prior Treatments (BYLieve)/ NCT03056755	МОН 3    • Когорта A (после    II          • HR+/HER2–, PIK3CA-      6-месячная Завер-      Достигнута первич- CDK4/6i + ИА):                  мутантный мРМЖ        (ORR)        шено       ная конечная точка: алпелисиб +                    • Обязательное про-                      (n = 127)     53,8% пациентов без фульвестрант                   грессирование после                              прогрессирования •    Когорта B (после                 терапии CDK4/6i + ЭТ                                через 6 месяцев. CDK4/6i + фульве-              • Когорта C (только                                  Заключение: подтвер- странт): алпели-                после ЭТ) исключена                              ждена эффективность сиб + летрозол                  из данного анализа как                            алпелисиба у пациен- •    Когорта С (после                нерелевантная                                    тов с PIK3CA-мутацией ИА, последняя                                                                    и резистентностью линия — ХТ или ЭТ)                                                               к CDK4/6i Мишень: PI3Kα

¹ РДСПК — рандомизированное, двойное-слепое, плацебо-контролируемое исследование;

² РОАК — рандомизированное, открытое, активно-контролируемое исследование;

³ МОН — многоцентровое, открытое, несравнительное исследование.

Исследования на мышиных моделях показали, что CDK4, в отличие от циклина D1, не является необходимым для нормального развития эпителия молочной железы. Однако его функция становится критически важной при развитии опухолей, индуцированных онкогеном ErbB-2 . При полном отсутствии CDK4 опухоли и предопухолевые гиперпластические изменения не формировались, что полностью повторяет фенотип мышей с удалённым цикли-ном D1. Параллельные эксперименты с линией мышей, у которых нормальный ген циклина D1 был заменён на киназно-неактивный вариант, способный связывать CDK4, дали тот же результат — полную устойчивость к опухолям. Эти данные убедительно демонстрируют, что именно киназная активность комплекса циклин D1 — CDK4 является обязательным условием для реализации онкогенного потенциала ErbB-2 в ткани молочной железы [20].

Путь циклин D1 — CDK4/6 часто гиперактивирован при HR+ РМЖ. В нормальном эпителии молочной железы эстроген, связываясь с рецептором ERα, активирует транскрипцию CCND1, который является ключевым медиатором митогенного сигнала ER [21]. Повышенная экспрессия циклина D1 приводит к избыточной активации CDK4/6, что нарушает контроль перехода клетки от фазы G1 к S и усиливает пролиферативный ответ на гормональную стимуляцию, способствуя росту и прогрессированию опухоли. Именно поэтому высокая активность каскада циклин D1 — CDK4/6 — Rb особенно характерна для ER+ фенотипа РМЖ, где эстро-ген-зависимая пролиферация играет ключевую роль [22,23]. В трансформированных клетках эстроген действует как митоген, стимулируя накопление клеточной массы и обеспечивая критический переход из фазы G1 в S [24,25]. При этом на регуляцию экспрессии циклина D1 влияют не только ER-сигналы, но и активация определённых сигнальных путей факторов роста, в первую очередь PI3K — AKT — mTOR, а также RAS — MEK — ERK, что обеспечивает интеграцию различных митогенных стимулов, которые сходятся на активации оси циклин D1 — CDK4/6 [26]. Кроме того, циклин D1 способен взаимодействовать с α-изоформой ER посредством белково-белковых взаимодействий (PPI; от англ. protein — protein interactions), активируя транскрипцию эстроген-зависимых генов даже в отсутствие специфического лиганда [21]. Этот CDK4/6-независимый механизм может способствовать развитию резистентности к эндокринной терапии. Данное предположение подтверждается исследованиями in vitro на тамоксифен-резистентных клеточных линиях РМЖ, где подавление экспрессии циклина D1 с помощью малых интерферирующих РНК восстанавливает чувствительность к тамоксифену [27].

Важнейшим фактором, определяющим ответ на терапию CDK4/6i, является статус Rb. Клеточные линии РМЖ,

Таблица 2. Активные клинические исследования, направленные на преодоление резистентности к терапии HR+/HER2– мРМЖ

Table 2. Active clinical trials aimed at overcoming resistance to therapy in HR+ / HER2– metastatic breast cancer

Название исследова-               Изучаемая терапия/ ния/идентификатор               мишень (лекарственный NCT                  Дизайн режим)	Фаза                         Первичные исследо-  Ключевые критерии    конечные    Предварительные вания    включения            точки       результаты
Phase III Study to Assess      РДСПК1    камизестрант + CDK4/6i Camizestrant (AZD9833+)                Мишень: ESR1 (для CDK4/6 Inhibitor in                    пациентов с активирующими HR+/HER2– MBC With                 мутациями ESR1) Detectable ESR1m Before Progression (SERENA-6)/ NCT04964934	III         • HR+/HER2– мРМЖ,      PFS           Оцениваются получающие                        возможности про- 1-ю линию терапии                   активного перехода ИА + CDK4/6i                         на камизестрант при • Выявление мутации                   выявлении мутации ESR1 в жКДНК после                   ESR1 в процессе начала лечения, но до                 лечения прогрессирования Концепция: оценка проактивного перехода с ИА на SERD (ками-зестрант) при раннем выявлении резистентности
A Study Evaluating the       МРО2      инаволисиб + фулвестрант vs. Efficacy and Safety                      алпелисиб + фулвестрант of Inavolisib Plus                           Мишень: PI3Kα (инаво- Fulvestrant Compared                  лисиб — селективный With Alpelisib Plus                       ингибитор; алпелисиб — Fulvestrant in Participants                α-селективный ингибитор) With HR-Positive, HER2-Negative, PIK3CA Mutated, Locally Advanced or Metastatic Breast Cancer Post CDK4/6i and Endocrine Combination Therapy (INAVO121)/NCT05646862	III          • HR+/HER2– местно-     PFS, OS        Ожидаются резуль- распосраненный/                     таты исследования мРМЖ •    Мутация PIK3CA •    Прогрессирование во время/после терапии CDK4/6i Концепция: прямое сравнение эффективности и безопасности двух ингибиторов PI3Kα (инаволисиб vs. алпелисиб) в комбинации с фулвестрантом у пациентов с резистентностью к CDK4/6i
Gedatolisib Plus Fulvestrant РО-3Г3     гетатолисиб +фульвестрант ± With or Without Palbociclib              палбоциклиб vs Standard-of-Care for the                Мишень: PI3K/mTOR Treatment of Patients With               (гетатолисиб) Advanced or Metastatic HR+/HER2– Breast Cancer (VIKTORIA-1)/ NCT05501886	III          • HR+/HER2– местно-     PFS            Исследование распространен-                      продолжается ный/м РМЖ •    Прогрессирование после терапии CDK4/6i •    Стратификация по статусу мутаций PIK3CA и ESR1
Fulvestrant, Palbociclib       ООР4      эрдафитиниб +фульве- and Erdafitinib in ER+/                   странт +палбоциклиб HER2–/FGFR-amplified                  Мишень: FGFR Metastatic Breast Cancer/ NCT03238196	Ib         • ER+/HER2–, FGFR-       CBR          Ожидаются резуль- амплифицированный                таты исследования мРМЖ • Прогрессирование после терапии ИА

• ¹    РДСПК — рандомизированное, двойное-слепое, плацебо-контролируемое исследование;

• ²    МРО — многоцентровое, рандомизированное, открытое исследование;

• ³    РО-3Г — рандомизированное, открытое, 3-групповое исследование;

• ⁴    ООР — однорукое, открытое исследование.

позитивные по ER+ и HER2+ , как правило, демонстрируют фосфорилированный, то есть активный, Rb [28]. С другой стороны, опухоли базального типа ассоциированы с потерей экспрессии и/или активности Rb, при этом клеточная пролиферация при данном фенотипе зависит от активации других сигнальных путей [29]. Например, циклин E, гиперэкспрессия которого часто наблюдается в базальных опухолях, ассоциируется с менее благоприятным прогнозом [22]. По всей видимости, циклин E может играть роль альтернативного драйвера фосфорилирования Rb, позволяя клеткам переходить в фазу S, даже когда комплекс циклин D1 — CDK4/6 заблокирован [22]. Потеря или инактивация Rb,

КЛЕТОЧНЫЙ цикл

САК-комплекс CDC25A/B/C

Рисунок 1. Регуляция клеточного цикла при РМЖ

Figure 1. Cell cycle regulation in breast cancer

которая способствует прогрессии клеточного цикла, редко встречается в ER+ опухолях, чаще характерна для базального фенотипа и связана с резистентностью к эндокринной терапии (тамоксифену и фулвестранту) [30].

МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ ИНГИБИТОРОВ CDK4/6

Остановка клеточного цикла и состояние «подобное старению»

CDK4/6i обладают высокой селективностью и подавляют активность своих мишеней, связываясь с их АТФ-свя-зывающими доменами [31]. Это приводит к остановке клеточного цикла на стадии G1, что было продемонстрировано в культуре Rb-положительных люминальных клеток РМЖ (рис. 1). Помимо антипролиферативного эффекта, данные препараты могут индуцировать ряд внутриклеточных изменений, характерных для фенотипа старения: увеличение размеров, морфологические перестройки и повышение активности β-галактозидазы [32]. Формирование «подобного старению» состояния (от англ. senescence-like state ), как правило, зависит от активности белка Rb, однако

Рисунок 2. Классический механизм действия ингибиторов CDK4/6

Рисунок 3. Механизм действия ингибиторов CDK4/6: «непрямое воздействие» на CDK2

Figure 2. Classic mechanism of action of CDK4/6 inhibitors

Figure 3. Mechanism of action of CDK4/6

inhibitors: “indirect action” on CDK2

Рисунок 4. Двойное действие ингибиторов CDK4/6

Figure 4. Dual action of CDK4/6 inhibitors

также может быть связано с угнетением фосфорилирования других мишеней, включая транскрипционный фактор FOXM1 и ДНК-метилтрансферазу DNMT1 [33,34].

Механизм действия CDK4/6i может различаться в зависимости от конкретного соединения. Так, абемациклиб в более высоких концентрациях способен не только блокировать клеточный цикл на стадии G1, но также вызывать задержку в G2-фазе и индукцию апоптоза [35]. Эти эффекты, вероятно, связаны с его дополнительным влиянием на ряд киназ, включая семейство серин/треонин-специфич-ных протеинкиназ PIM (от англ. proviral integration site for Moloney murine leukemia virus ), а также, предположительно, на CDK9 и CDK2 [36,37]. Несмотря на различия в спектре фармакологического действия, все три ингибитора демонстрируют наибольшую эффективность при наличии функционального белка Rb [38].

Несмотря на значительный прогресс в изучении механизмов действия CDK4/6i, особенности их фармакологического действия продолжают уточняться. Так, в работе Guiley было обнаружено, что остановка клеточного цикла под действием этих препаратов может происходить не напрямую, но и опосредованно — через непрямое подавление CDK2 (рис. 3) [39]. Авторы предложили модель, согласно которой CDK4/6i связываются преимущественно с неактивными мономерными формами этих киназ, тем самым стабилизируя их неактивную конформацию и предотвращая образование активных гетеродимерных комплексов с циклином D. Это, в свою очередь, препятствует секвестрации ингибиторов p21 и p27 в эти комплексы. Высвобожденный p21 эффективно ингибирует активность CDK2, что и является ключевым событием, приводящим к остановке клеточного цикла.

Дальнейшие исследования, проведенные Pack , демонстрируют, что CDK4/6i реализуют своё действие через два взаимодополняющих механизма: быстрое снижение уровня фосфорилированного Rb за счёт прямого ингибирования CDK4/6, а также дестабилизацию комплекса CDK4 — циклин D — p21. В результате этого высвобождается p21, который, в свою очередь, ингибирует CDK2. При этом сам p21 действует некаталитически, выступая в роли стехиометрического ингибитора (рис. 3) [40]. Указанный эффект оказался специфичным именно для CDK4 и p21, но не наблюдался для CDK6 и p27.

Эпигенетическая перестройка

В фибробластах старение — как естественное, так и вызванное онкогенами — сопровождается перестройкой хроматина: формируются SAHF-очаги и активируются энхансеры, влияющие на экспрессию генов [41]. Поскольку CDK4/6i индуцируют клеточное старение в чувствительных опухолевых клетках, они вызывают схожие изменения в люминальных клетках РМЖ — как in vitro , так и в опухолевых клетках пациентов. Эти препараты перепрограммируют ландшафт активных энхансеров в зависимости от Rb [42].

В то время как промоторы генов клеточного цикла подавляются, некоторые межгенные и интронные участки становятся активными, приобретая маркировку H3K27ac. Эти области связаны с дифференцировкой, устойчивостью к апоптозу и иммуногенностью опухоли. За их активацию отвечают транскрипционные факторы AP-1, уровень и активность которых растут после терапии. Похожая роль AP-1 отмечена и в стареющих нормальных клетках. Остаётся открытым вопрос: насколько в этот процесс вовлечены рецепторы эстрогенов и как комбинированная терапия с эндокринными препаратами влияет на эпигенетический профиль.

Антиапоптические эффекты

Хотя CDK4/6i могут вызывать состояние, похожее на клеточное старение, однако данные внутриклеточные эффекты не всегда приводят к гибели клеток РМЖ. Напротив, имеются данные, что такие препараты подавляют апоптоз, что связано с активацией антиапоптиче-ских генов, например, Bcl-Xl [42]. Ингибиторы Bcl-xL или Bcl-2 могут восстановить чувствительность опухоли к апоптозу, особенно если их комбинировать с ингибиторами CDK4/6 и гормональной терапией [43]. Тем не менее, некоторые исследования демонстрируют способность CDK4/6i реализовывать гибель ER-позитивных клеток РМЖ [9].

Аутофагия

Комплекс циклин D1 — CDK4/6 подавляет аутофагию как в нормальных эпителиальных клетках молочной железы, так и в их трансформированных формах [44]. При ингибировании CDK4/6, как показали исследования, возрастает активность аутофагических процессов [45]. В эксперименте in vitro сочетание ингибитора аутофагии гидроксихлорохина (HCQ) с низкой дозой палбоциклиба оказалось значительно эффективнее монотерапии палбо-циклибом. Данная комбинация вызывала стойкое торможение роста опухоли, необратимую остановку клеточного цикла в фазе G1, повышение уровня активных форм кислорода (ROS) и усиление клеточного старения, при этом совокупность этих изменений не приводила к активации апоптоза. Полученные данные указывают на выраженный синергетический эффект совместного ингибирования CDK4/6 и аутофагии.

МЕХАНИЗМЫ РЕЗИСТЕНТНОСТИ К ИНГИБИТОРАМ CDK4/6

Повышенная экспрессия CDK4/6

В ходе экспериментов с использованием ингибитора CDK4/6 LY5219 на ER-позитивных клетках РМЖ была идентифицирована значительная амплификация гена CDK6, наблюдавшаяся после воздействия субстанции [46]. Это привело к сверхэкспрессии CDK6, что, в свою очередь, потребовало чувствительности клеток РМЖ к ингибированию CDK4/6 и эскалации дозы LY5219 для эффективного подавления клеточной пролиферации. При снижении уровня CDK6 в чувствительность к LY5219 восстанавливалась, что подчеркивает важность данного протеина в развитии лекарственной устойчивости. Экспериментально индуцированная сверхэкспрессия CDK6 подтвердила его ключевую роль в формировании резистентности к терапии, открывая новые перспективы для понимания механизмов адаптации клеток к CDK4/6-ингибиторам.

Сверхэкспрессия CDK6 не только способствует резистентности к ингибиторам CDK4/6, но также приводит к снижению экспрессии ER и рецепторов к прогестерону (PR). Исследования демонстрируют, что эффективность CDK4/6i в клетках РМЖ находится в зависимости отуровня экспрессии ER [47].

Снижение экспрессии ER и PR после развития резистентности также наблюдалось в биопсийных образцах опухолей пациентов, ранее получавших терапию ингибиторами CDK4/6 [48]. Важно отметить, что в данном исследовании устойчивость к фулвестранту (антагонисту ER, не обладающему агонистической активностью) коррелировала с амплификацией CDK6. Это указывает на то, что CDK6-опо-средованные механизмы могут нарушать работу не только CDK4/6i, но и других классов препаратов, нацеленных на эстроген-рецепторные сигнальные пути.

Точные молекулярные механизмы, посредством которых сверхэкспрессия CDK6 способствует устойчивости к ингибиторам CDK4/6, остаются предметом дальнейших исследований. Известно, что CDK6 может выполнять киназонезависимые функции, такие как регуляция транскрипции и клеточной дифференцировки. Однако наблюдаемая дозозависимая связь между инактивацией Rb и подавлением пролиферации указывает, что именно каталитическая активность CDK6 критична для преодоления терапевтического воздействия.

Важно отметить, что сверхэкспрессия CDK4 на моделях клеточных культур РМЖ не наблюдалась. Более того, амплификация гена Cdk4 , не приводила к формированию устойчивости к ингибитору [47], напротив, в устойчивых клетках отмечалось снижение экспрессии CDK4. Это предполагает, что на чувствительность к терапии могут влиять партнерские циклины или другие компоненты комплекса. Например, CDK6 может преимущественно связываться с циклином D3, и такой комплекс оказывается более устойчивым к терапии, чем комплекс CDK4 — циклин D1. Кроме того, активация CDK4 зависит от фосфорилирования p27, который функционирует как молекулярный регулятор включения/выключения активности комплекса.

В исследовании Priyank Patel было показано, что усиление фосфорилирования p27 способно ингибировать CDK4 и модулировать активность комплекса циклин D —

CDK4 — p27, что может способствовать повышенной устойчивости клеток РМЖ к палбоциклибу [49].

Таким образом, даже при ингибировании CDK4/6 формирование резистентности в клетках опухоли происходит за счет следующих механизмов: сверхэкспрессии CDK6, снижения уровня экспрессии CDK4 и перестройки сигнальных комплексов.

Потеря экспрессии ER

Опухолевая прогрессия ER+ РМЖ во многом зависит стимулирующего влияния эстрадиола и его метаболитов на ER. Блокада ER приводит к снижению жизнеспособности трансформированных клеток и остановке клеточного цикла в фазе G1 [50]. Как уже отмечалось, стимуляция ER способствует пролиферации эстрогензависимых генов, повышению уровня циклина D1 и активации множества сигнальных путей, в конечном итоге приводя к увеличению активности CDK4/6, как было описано раннее [51]. В связи с этим эндокринная терапия, включающая в себя необратимые антагонисты ER (фулвестрант), модуляторы ER (тамоксифен) и ингибиторы ароматазы (AI), назначается в комбинации с ингибиторами CDK4/6, что широко используется в лечении прогрессирующего ER+ РМЖ [52].

Потеря или снижение экспрессии ER сопровождается уменьшением экспрессии циклина D1, что способствует развитию резистентности к ингибиторам CDK4/6 [53]. Например, резистентность к абемациклибу наблюдалась в доклинических испытаниях и была связана со снижением экспрессии ER, PR и циклина D1.

Также было установлено, что люминальные опухоли с активирующей мутацией в гене Esr1 устойчивы к эндокринной терапии. Однако CDK4/6i эффективны независимо от наличия такой мутации [54]. Тем не менее, со временем опухоли находят способы обхода терапии, становясь резистентными даже к ингибиторам CDK4/6.

Путь циклин D1 — CDK4/6 — Rb

Потеря функции Rb, вызванная различными генетическими аномалиями, рассматривается как врожденный или приобретенный механизм резистентности, что было продемонстрировано в доклинических исследованиях и клинических наблюдениях [55,56]. В опухолевых клетках, ставших устойчивыми к палбоциклибу, было обнаружено, что причиной резистентности является потеря экспрессии Rb, при этом воссоздание экспрессии Rb приводило к восстановлению чувствительности к CDK4/6i [57]. Более широкий анализ пути Rb-E2F в клетках РМЖ показал, что резистентность к палбоциклибу может быть опосредована и другими компонентами этого пути. Исследования Luca Malorni продемонстрировали, что повышенная экспрессия как E2F1, так и E2F2 может вызывать потерю Rb, что может быть предиктивным маркером чув- ствительности клеточных линий к палбоциклибу при терапии люминального РМЖ [9]. В клинических условиях исследователи секвенировали соматические геномные мутации трех образцов HR+ РМЖ до и после развития лекарственной устойчивости к CDK4/6i. В результате было установлено, что мутации Rb, преимущественно по типу аллельной замены или делеции экзона, были идентифицированы только в опухолевых образцах после возникновения лекарственной устойчивости к палбоциклибу [58]. Несколько исследований продемонстрировали, что потеря Rb может сопровождаться активацией альтернативного внутриклеточного пути — циклин D1 — CDK4/6, что приводит к развитию приобретенной резистентности действию CDK4/6i [59]. Эти наблюдения предполагают, что несмотря на потерю Rb, прогрессирование клеточной пролиферации продолжается за счет активации обходных механизмов регуляции, а возможное ингибирование этих альтернативных осей в сочетании с ингибиторами CDK4/6 может быть эффективной стратегией преодоления резистентности.

Потеря экспрессии FZR1

Развитие резистентности к ингибиторам CDK4/6 может быть опосредовано не только прямой потерей Rb, но тесно связанного с ним комплекса APC/C (от англ. Anaphase-Promoting Complex / Cyclosome ) [55]. Активация убиквитинлигазы APC/С на переходе из G1 в S-фазу клеточного цикла критически зависит от ко-активатора FZR1. Функционально этот активный комплекс (APC/C ^MR1 ) работает в одной сети с Rb, опосредуя деградацию ключевых онкогенных белков, таких как SKP2, и тем самым поддерживая остановку клеточного цикла. Однако потеря FZR1 приводит к нарушению функции всего комплекса APC/C [60]. Это нарушение, в свою очередь, вызывает накопление белка SKP2, который опосредует деградацию p27, что приводит к гиперактивации CDK. В результате данная гиперактивация вызывает гиперфосфорилирование и инактивацию оставшегося интактного Rb, что в конечном итоге и обуславливает развитие устойчивости к терапии. Таким образом, утрата FZR1 представляет собой альтернативный механизм резистентности, который опосредованно, через дестабилизацию системы протеолитической деградации, приводит к функциональному выключению пути Rb.

Амлификация p16

Белок p16 (p16INK4a) является ключевым регулятором клеточного цикла и естественным ингибитором комплексов CDK4/6 — циклин D1, выполняя функцию опухолевого супрессора [61]. Однако в клинической практике высокий уровень экспрессии p16 рассматривается как маркер высокой биологической агрессивности опухоли и неблагоприятного прогноза [62]. В ходе выполнения клиниче- ского исследования II фазы по изучению эффективности монотерапии палбоциклибом люминального РМЖ (n = 37) было выявлено, что сверхэкспрессия p16 у пациенток с потерей Rb ассоциировалась с развитием резистентности к ингибиторам CDK4/6. При этом низкий уровень экспрессии p16 не приводил к улучшению клинических исходов у пациенток с положительным статусом Rb [63,64]. Предполагаемый механизм заключается в том, что сверхэкспрессия p16 подавляет активность CDK4 и экспрессию циклина D1, что снижает или полностью устраняет эффект терапии. В настоящее время остаётся неясным, существует ли функциональная связь между амплификацией гена CDKN2A, кодирующего p16, и потерей экспрессии Rb при развитии резистентности к ингибиторам CDK4/6. Дальнейшие исследования, направленные на выявление механистической связи между p16 и Rb, могут способствовать преодолению приобретённой резистентности к этой группе препаратов.

Активация PI3K — AKT — mTOR

Сигнальный путь PI3K — AKT — mTOR является играет ключевую роль в передаче сигнала внутри клетки и регулирует её рост, выживание и обмен веществ. Генетические альтерации, ведущие к гиперактивации этого каскада, являются одними из наиболее распространенных при злокачественных новообразованиях, включая РМЖ, где они встречаются примерно в 60% случаев [65]. При люминальном фенотипе РМЖ транскрипционная активность ER может быть усилена активацией каскада PI3K — AKT — mTOR, который способствует возникновению резистентности к эндокринной терапии. Кроме того, активация PI3K — AKT — mTOR может повышать стабильность комплекса CDK4/6, тем самым снижая эффективность его ингибирования.

Важным негативным регулятором пути PI3K — AKT является белок PTEN, кодируемый геном-супрессором опухолевого роста. Потеря экспрессии или инактивирующей мутации часто встречается при солидных опухолях различных локализаций. Основная функция белка PTEN — подавлять онкогенный сигнальный путь PI3K/AKT. Когда PTEN активен, он блокирует этот путь, что приводит к остановке клеточного цикла и прекращению деления клетки [66]. Снижение экспрессии PTEN представляет собой ключевой механизм резистентности к таргетной терапии. При анализе биоптатов у больных РМЖ, получавших комбинацию рибоциклиба и летрозола было установлено, что потеря экспрессии PTEN, ассоциированная с увеличением активации AKT, снижением экспрессии p27 и гиперэкспрессией CDK4 и CDK2, повышает устойчивость к ингибированию CDK4/6 [67]. Аналогичным образом, инактивация гена PTEN также придавала устойчивость к воздействию алпелисиба в клеточных моделях РМЖ [68]. Следовательно, потеря функции PTEN может вызвать двойную резистентность к CDK4/6i и ингибиторам PI3K [69].

Таблица 3. Механизмы резистентности к ингибиторам CDK4/6 при HR+/HER2– РМЖ

Table 3. Mechanisms of resistance to CDK4 / 6 inhibitors in HR+ / HER2– breast cancer

Механизм	Тип рези-                                 Клинические корре-
резистентности	стентности   Молекулярная основа       ляты/Биомаркеры         Потенциальные стратегии преодоления
Повышенная экспрессия CDK6 и альтерации в системе CDK/циклин	Приобретен-   • Амплификация гена CDK6     • Снижение экспрессии      • Таргетинг CDK6 (селективные ингибиторы) ная           • Снижение экспрессии CDK4    ER и PR в биопсийных      • Ингибирование нижестоящих мишеней • Усиление фосфорилирова-     образцах после терапии     (CDK2) ния p27                       • Устойчивость к фулве- странту коррелировала с амплификацией CDK6
Потеря экспрессии ER	Приобретен-   • Снижение/потеря            • Резистентность к ЭТ       • Переход на химиотерапию ная              экспрессии ER                  (фульвестрант, ИА)         • Таргетная терапия, не зависящая от •    Снижение экспрессии         • Развитие резистент-          ER-статуса (ингибиторы PI3K, AKT) циклина D1                   ности к CDK4/6i вторично • Новые классы SERD •    Наличие активирующих       и обусловлено потерей мутаций в гене ESR1            мишени (резистентность к ЭТ)
Потеря функции белка Rb и активация пути E2F	Врожден-      • Мутации гена RB1 (делеции, • Мутации RB1 , выявленные • Ингибирование нижестоящих мишеней ная/при-        аллельные замены)            при секвенировании         (ингибиторы CDK2, E2F) обретенная    • Потеря экспрессии белка Rb    после развития            • Комбинация с химиотерапией •    Повышенная экспрессия        резистентности E2F1/E2F2                   • Восстановление •    Активация альтернативных     экспрессии Rb приводило путей пролиферации           к восстановлению чув ствительности
Потеря экспрессии FZR1 и нарушение работы комплекса APC/C	Приобретен-   • Снижение/потеря            • Функциональная          • Ингибирование накопленного SKP2 ная             экспрессии FZR1               инактивация пути Rb       • Стабилизация p27 •    Нарушение активации         несмотря на нормальную комплекса APC/C              экспрессию белка •    Накопление SKP2 •    Деградация p27 и гиперактивация CDK
Амплификация p16 ( CDKN2A )	Приобретен-   • Сверхэкспрессия белка p16    • Сверхэкспрессия           • Таргетная терапия, не зависящая от пути ная            • Амплификация гена CDKN2A p16 ассоциирована          CDK4 /6-Rb (ингибиторы PI3K, AKT, CDK2) •    Подавление актив-             с резистентностью спе- ности CDK4 и экспрессии       цифически у пациентов циклина D1                    с потерей Rb •    Маркер биологической агрессивности опухоли
Активация пути PI3K — AKT — mTOR и потеря PTEN	Врожденная • Активирующие мутации      • Может повышать          • Комбинация с ингибиторами AKT (капива- и приобре-       PIK3CA                       стабильность комплекса     сертиб) тенная        • Потеря/инактивация PTEN      CDK4/6, снижая эффек-    • Комбинация с ингибиторами PI3K (алпели- • Гиперактивация AKT/mTOR     тивность ингибирования     сиб) и CDK4/6 (рибоциклиб) Следствие: повышение ста-    • Двойная резистентность • Таргетинг нижестоящих мишеней (CDK2) бильности CDK4/6, снижение     к CDK4/6i и ингибиторам p27, гиперэкспрессия CDK2       PI3K (при потере PTEN)
Гиперактивация FGFR-сигналинга	Врожденная • Амплификация FGFR1         • Резистентность к ЭТ       • Комбинация с ингибиторами FGFR (эрдафи- и приобре-     • Активирующие мутации        (фулвестрант) и комбина-    тиниб, луцитаниб) тенная          FGFR2 (N550K, M538I)          ции фулвестрант/палбо-   • Тройная комбинация: ингибитор FGFR • Активация путей               циклиб                     (эрдафитиниб) + фулвестрант + палбоциклиб, PI3K — AKT — mTOR          • Агрессивный фенотип       вызывающая регрессию опухолей на и RAS — MEK — ERK            опухоли с повышенными     доклинических моделях •    Повышение уровня циклина    миграционными свой- D1 и CDK4/6                   ствами •    Ядерное взаимодействие FGFR1-ERα
Дисрегуляция пути Hippo и активация эффекторов YAP/TAZ	Приобретен-   • Инактивация FAT1            • Выявлена в геномном      • Ингибирование CDK6 как ключевого ная            • Дисрегуляция пути Hippo       анализе опухолей после     эффектора активации YAP/TAZ • Накопление и активация       развития резистентности транскрипционных            к CDK4/6i ко-активаторов YAP/TAZ      • Ассоциирована со зна- • Прямая активация             чительным увеличением транскрипции гена CDK6       экспрессии CDK6 YAP/TAZ

Гиперактивация FGFR

Рецепторы фактора роста фибробластов (FGFR; от англ. Fibroblast Growth Factor Receptor) представляют собой трансмембранные белки, которые активируются при связывании лигандов фактора роста фибробластов (FGF; от англ. Fibroblast Growth Factor). Они регулируют ключевые клеточные процессы, такие как пролиферация, дифференцировка и выживание, за счет активации внутриклеточных сигнальных путей [70]. Активирующие мутации или амплификация гена FGFR ассоциированы с повышением ответа на стимуляцию FGF, что нарушает нормальные регуляторные механизмы. Это происходит за счет повышения уровня циклина D1 и CDK4/6, что способствует опухолевой прогрессии при РМЖ [71]. Ключевым следствием гиперактивации FGFR является стимуляция промитогенных сигнальных путей. Так, в клеточных линиях РМЖ с избыточной экспрессией FGFR1 наблюдалась гиперактивация PI3K — AKT — mTOR и RAS — MEK — ERK, приводящая к усилению пролиферации и повышению миграционных свойств опухолевых клеток [72]. Важную роль амплификация FGFR1 играет в поддержании пролиферации ER+ опухолей при эндокринной терапии. В условиях отсутствия эстрогена FGFR1 связывается с ERα в ядре и регулирует ER-зависимую транскрипцию. Доклинические исследования подтверждают, что комбинированное применение фулвестранта и ингибитора FGFR (луцитаниба) сильнее ингибирует рост клеток и PDX-моделей ER+/FGFR1-ампли-фицированного РМЖ, чем каждый препарат по отдельности [73]. Более того, в экспериментах in vitro показано, что амплификация FGFR1 способствует формированию устойчивости к эстрогеновой депривации, фулвестранту и комбинации фулвестрант/палбоциклиб, что связано с активацией сигнальных путей клеточного цикла. Этот эффект удается преодолеть комбинированной терапией: в доклинических PDX-моделях ER+/FGFR1-амплифициро-ванного РМЖу мышей добавление ингибитора FGFR (эрда-фитиниб) к терапии фулвестрант/палбоциклиб вызывало выраженные регрессии опухолей. Помимо амплификации FGFR1 в резистентных формах ER+ метастатического РМЖ выявлены активирующие мутации FGFR2 (N550K и M538I). Они индуцировали устойчивость клеток к фулвестранту, палбоциклибу и их комбинации за счёт гиперактивации сигнальных каскадов. Мутация M538I снижала чувствительность к FGFR-ингибиторам, однако при высоких дозах терапия FGFR-ингибиторами позволяла преодолеть резистентность, восстанавливая чувствительность к анти-ER терапии и ингибиторам CDK4/6 [74].

Путь Хиппо

Сигнальный путь Hippo является ключевым регулятором пролиферации, дифференцировки и апоптоза, что особенно актуально в контексте онкогенеза различных ЗНО. В норме этот путь активируется в ответ на различные стимулы, включая механическое напряжение, высокую клеточную плотность и сигналы из микроокружения [75]. Впоследствии это приводит к фосфорилированию и инактивации ключевых белков, таких как YAP (от англ. Yes-associated protein) и TAZ (от англ. transcriptional co-activator with PDZ-binding motif). В результате этого YAP и TAZ не могут транскрипционно активировать гены, способствующие клеточной пролиферации и выживанию, что в свою очередь подавляет рост опухолей [76]. Однако при ER+ РМЖ путь Hippo часто дисрегулирован, что ассоциировано с резистентностью к терапии. Подтверждение этому было получено в исследовании Zhiqiang Li, где был проведён геномный анализ 348 образцов ER+ РМЖ после лечения CDK4/6i. Полученные данные демонстрируют то, что инактивация FAT1 (от англ. FAT atypical cadherin 1) через сигнальный путь Hippo сопровождалась значительным увеличением экспрессии CDK6. Это, в свою очередь, приводило к накоплению транскрипционных факторов YAP и TAZ на промоторе CDK6, что способствовало неконтролируемой пролиферации клеток и прогрессии опухоли [77]. Таким образом, поскольку активированные YAP и TAZ участвуют в регуляции генов, обеспечивающих выживание клеток, данное нарушение представляет собой новый путь обхода терапевтического действия CDK4/6i и формирование резистентности к терапии при ER+ РМЖ.

Таким образом, резистентность к данному классу препаратов формируется как за счет нарушений в системе регуляции клеточного цикла, так и за счет активации компенсаторных сигнальных путей, формируя в совокупности многоуровневую систему преодоления терапевтического воздействия (ключевые механизмы систематизированы в табл. 3).

ВЫВОД

Регуляция клеточного цикла играет ключевую роль в патогенезе РМЖ, а CDK4/6i демонстрируют значительный потенциал в терапии за счёт воздействия на основные механизмы пролиферации трансформированных клеток. Тем не менее, изучение резистентности к данной группе противоопухолевых лекарственных средств выявило многообразие молекулярных механизмов, лежащих в основе лекарственной устойчивости. Таким образом, преодоление резистентности требует перехода к комбинированной терапии, основанной на рациональном дизайне. Наиболее перспективной представляется стратегия “block and tackle” , направленная на синергичное подавление как канонического пути циклин D1 — CDK4/6 — Rb («блокировать»), так и компенсаторных механизмов («добивать»), описанных в данном обзоре.