Применение ингибиторов KRAS для лечения колоректального рака

Колоректальный рак (КРР) занимает второе место по распространённости среди онкологических заболеваний у женщин и третье – у мужчин [1], а также второе место по смертности от онкологических заболеваний в мире [2]. Развитие колоректального рака происходит из-за специфических генетических и эпигенетических изменений в различных онкогенах и генах-супрессорах опухолей [3].

Наиболее часто мутирующий ген KRAS , был обнаружен и идентифицирован как онкоген в 1982 году; он также является первым обнаруженным у человека геном-драйвером опухолей [4-7] и долгое время считался недоступным для терапевтического воздействия. Это объясняется его высоким сродством к гуанозинтрифосфату (ГТФ) и гуанозиндифосфату (ГДФ), что затрудняет конкурентное связывание малых молекул с KRAS в условиях высокой внутриклеточной концентрации этих нуклеотидов [8-11]. Однако ситуация изменилась с открытием сайта связывания, который назвали «switch II pocket» и оригинальной разработкой ковалентного связывания с мутантным цистеином в KRAS G12C, в результате чего малые молекулы могут необратимо связываться с мутированным белком KRAS и инактивировать его, приводя к блокированию нисходящих сигнальный путей, что в свою очередь приводит к апоптозу и гибели опухолевых клеток [12-15]. В 2021 году появился первый одобренный препарат, воздействующий на белок, кодируемый геном KRAS с мутацией в соответствующем белке G12C – Соторасиб (AMG510) компании Amgen [16,17]. Впоследствии были разработаны и стали применяться в клинической практике другие ингибиторы KRAS, включая Адаграсиб (MRTX849) компании Mirati Therapeutics [18-21]. Также был разработан ингибитор MRTX1133, подавляющий активность белка KRAS G12D и RMC-6236, блокирующий все изоформы белка, кодируемого мутантным геном KRAS [22-25].

Однако, несмотря на огромный прорыв в области разработки лекарственной терапии, нацеленной на больных КРР с мутантным геном KRAS , обширные клинические испытания ингибиторов показали их недостаточную клиническую эффективность, включая быстрое возникновение резистентности к препаратам [26,27]. Поэтому на сегодняшний день важнейшей задачей является разработка новых ингибиторов KRAS, а также комбинированной терапии с целью оптимизации индивидуализированного лечения ингибиторами KRAS для достижения максимально эффективного результата [28,29].

Функции белка KRAS

KRAS относится к семейству белков RAS и представляет собой малую гуанозинтрифосфатазу [30,31]. Помимо гена KRAS , семейство генов RAS включает еще 2 гена ( HRAS и NRAS ), которые кодируют четыре варианта белков (два типа KRAS (А и В), по одному типу HRAS и NRAS) на хромосомах 12, 1 и 11 соответственно [32,33]. Белки 133

семейства RAS, фиксированные на внутренней стороне клеточной мембраны, участвуют в регуляции генной экспрессии, требующейся для деления, роста и дифференцировки клетки, путем передачи внеклеточных сигналов во внутриклеточные каскады сигнальных путей. Все они относятся к белкам, связывающим молекулу ГТФ (гуанозинтрифосфат), и находятся в одном из двух состояний: активированном (когда связаны с ГТФ), либо в неактивированном (при ассоциации с гуанозиндифосфатом (ГДФ)) [34,35]. Однако частота опухолей, ассоциированных с мутациями в гене KRAS , значительно выше, чем опухолей, вызванных повреждениями ДНК в двух других генах семейства RAS . Она составляет примерно 86% от частоты всех мутаций в генах, кодирующих белки RAS [36].

В нормальных клетках большинство белков KRAS находятся в неактивированном состоянии. Исследования показали, что они активируются в основном за счет трансмембранных белков, таких как рецептор эпидермального фактора роста (EGFR), рецептор эпидермального фактора роста человека 2 (HER2) и ErbB3/4 [37-39] посредством передачи сигналов от этих мембранных рецепторов к KRAS с помощью белка SOS1, который является фактором обмена гуаниновых нуклеотидов [40]. При активации рецепторов клеточной мембраны, белок SOS1 рекрутируется к клеточной мембране и взаимодействует с близлежащим комплексом KRAS-ГДФ, приводя к одновременному высвобождению молекулы ГДФ и связыванию ГТФ [41-44]. В активной форме KRAS, благодаря изменению конформации, взаимодействует с RAF-киназами, фосфатидилинозитол-2-киназой (PI3K) и стимулятором диссоциации гуаниновых нуклеотидов Ral, тем самым запуская каскады сигналов, которые регулируют пролиферацию и выживание клеток через нижестоящие эффекторные пути [45-48]. После гидролиза ГТФ до ГДФ с помощью ГТФ-азы KRAS снова переходит в неактивное состояние и сигнал прерывается [49]. Затем цикл повторяется (см. рис. 1). Таким образом, каскадная последовательность реакций сигнального пути RAS действует как включатель, определяющий регуляцию генной экспрессии, требующуюся для реализации деления или дифференцировки клетки.

Активация рецептора

Внешние сигналы активируют рецепторы EGFR, HER2 и ЕгЬВЗ/4 на клеточной мембране

SOS1 привлекается

SOS1 привлекается к мембране и взаимодействует с KRAS-ГДФ

ГДФ высвобождается, ГТФ связывается

SOS1 способствует в ы свобожден и ю ГДФ и связыванию ГТФ с KRAS

KRAS активируется

Активный KRAS-KRAS-ГТФ взаимодействует с RAF, PI3K и Rai, запуская сигнальные каскады

KRAS деактивируется ГТФ гидролизуется до ГДФ, KRAS переходит в неактивное состояние, сигнал прерывается

Цикл повторяется

KRAS снова готов к активации, цикл повторяется

А.

Б.

Рис. 1 . А. Сигнальный путь KRAS в нормальных клетках. Б. Регуляция активации KRAS и сигнальной трансдукции, адаптировано из статьи Huang с соавторами, 2021 [4] .

Патогенные мутации KRAS

В норме белок KRAS находится преимущественно в неактивной ГДФ-связанной форме, но при мутации изменяется его конформация, снижая GTPase-активность. Специальные белки (GAP) не могут гидролизовать ГТФ (гуанозинтрифосфат) до ГДФ, блокируя KRAS в активированном состоянии, что приводит к постоянной передаче сигнала другим участникам каскада и, в конечном итоге, к злокачественному перерождению клеток [50-53].

KRAS - один из наиболее часто мутирующих онкогенов, встречающийся в различных типах опухолей [54]. Мутации в гене KRAS встречаются примерно у половины больных КРР [55]. Патогенные изменения локализуются преимущественно в "горячих точках" – аминокислотах G12 и G13 экзона 2, а также Q61 экзона 3; при этом 95% мутаций, включая G12C, G12V, G12D, G12A, G12S и другие, приходятся на аминокислоту G12 [56]. Среди всех патогенных нарушений при КРР лидируют варианты G12D (29%), G12V (20%), G13D (17%) и G12C (6%) [57]. Данные, полученные для российской популяции, полностью подтверждают международные результаты, так Martianov с соавторами (2023) на серии из 8355 последовательных случаев получили верхний предел вариабельности гена KRAS – 49,5% (4137/8355). Спектр мутаций идентичен: 94,6% в "горячих точках" экзонов 2-3 (G12D 28,8%, G12V 21,1%, G13D 17,6%, G12C 6,7%), при этом в российской популяции дополнительно выявили 5,1% редких и вне-кодонных вариантов, включая 0,3% множественных мутаций (см. рис. 2). Авторы подчеркивают необходимость полного KRAS -скрининга (HRM + аллель-специфическая ПЦР + пиросеквенирование) перед анти-EGFR терапией из-за высокой детекции атипичных вариантов (4,2% редких горячих точек), подтверждая глобальную значимость G12C/G12D для таргетных ингибиторов (sotorasib, MRTX1133).

Мутации KRAS при колоректальном раке

Мутации KRAS затрагивают горячие точки

Редкие варианты, затрагивающие горячие точки 174 из 4137 случаев рака толстой кишки содержали редкие варианты.

Мутации, расположенные вне горячих кодонов

Опухоли с двумя мутациями KRAS

4137 из 8355 случаев колоректального рака имели мутации KRAS.

3913 из 4137 мутаций KRAS затрагивали горячие точки.

35 из 4137 случаев рака толстой кишки имели мутации вне горячих кодонов.

12 из 4137 опухолей имели две мутации KRAS.

Рис. 2. Спектр мутаций KRAS при колоректальном раке в российской популяции.

Наличие мутаций в гене KRAS при КРР предсказывает неблагоприятный прогноз и резистентность к анти-EGFR терапии (цетуксимаб + FOLFIRI, панитумумаб + FOLFOX), но сохраняет чувствительность к бевацизумабу + химиотерапии, поэтому определение мутационного статуса KRAS критично для выбора стратегии лечения.

Применение ингибиторов KRAS G12C в клинической практике

Первый ковалентный ингибитор KRAS был разработан в 2013 году группой исследователей под руководством Кевина Шоката. Ученым удалось заблокировать белок KRAS с мутацией G12C (замена глицина на цистеин), используя необратимое связывание с цистеином в открытом сайте связывания «switch II pocket». В результате инактивировались нисходящие сигнальные пути, что приводило к предотвращению роста опухоли с мутацией G12C в гене KRAS . Исследования лаборатории Шоката положили начало для разработки ведущими фармацевтическими компаниями новых ингибиторов KRAS. В 2021 году американское Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) одобрило первый ингибитор KRAS, воздействующий на белок, кодируемый геном с мутацией G12C - соторасиб (AMG510) компании Amgen [59,60], а чуть позже и второй - адаграсиб (MRTX849) компании Mirati Therapeutics [61-64]. Однако оба препарата продемонстрировали низкую клиническую эффективность, из-за быстрого развития лекарственной резистентности.

Результаты подтверждающего клинического исследования фазы 1 соторасиба (CodeBreaK 100), опубликованного в 2020 году, показывают, что в подгруппе из 42 пациентов с метастатическим КРР, отобранных по наличию мутации G12C в гене KRAS , частота объективного ответа составила 7,1% (3 из 42 пациентов), а медиана выживаемости без прогрессирования - 4,0 месяца [65].

Клиническое исследование фазы 1 (KRYSTAL-1) адаграсиба, проведенное в 2022 году, показало более обнадеживающие результаты. Из 43 пациентов с метастатическим КРР и выявленной мутацией G12C в гене KRAS , получавших монотерапию адаграсибом, у 8 больных (19%) был зарегистрирован объективный ответ, при этом медиана выживаемости без прогрессирования составила 5,6 месяца, а медиана общей выживаемости - 19,8 месяцев [66].

На сегодняшний день более 20 препаратов, включая диварасиб (Divarasib) компании Roche, IBI351 (Innoventbio) и другие, проходят клинические исследования [67] (см. рис. 3), однако статистические данные по большинству из них пока недоступны. Некоторые из них показали лучшую эффективность, чем соторасиб и адаграсиб. Например, препарат LY3537982 компании Eli Lilly, который был назначен больным метастатическим КРР, ранее принимавшим ингибиторы G12C, достиг частоты объективного ответа 7% (1/14), что доказывает его эффективность у пациентов с клинической резистентностью к предыдущей терапии [68].

Соторасиб (AMG510)

IBI351 (Innoventbio) 2026 г фаза 2-3

RMC-6236

2025 г фаза 3

LY3537982

2026 г фаза 2-3

Divarasib (GDC-6036) 2026 г 3 фаза

ADT-1004

2023 г доклин. иссл.

Adagrasib (MRTX849)

2022 г

HRS-4642

2026 г фаза 1Ь/2

MRTX1133

2025 Г фаза 1

ASP3082

2026 г фаза 1

LY4066434

2025 г фаза 1а/1Ь

ингибиторы KRAS

VS-7375

2026 г фаза 1

BI-3706674

2025 г фаза 1а/1Ь

пептидные ингибиторы KRAS

ИНГ-РАС

2026 г фаза 2 b

Рис. 3. Ингибиторы KRAS

Комбинированная терапия с ингибиторами KRAS G12C

Предположение о том, что сочетание ингибиторов KRAS с моноклональными антителами, блокирующими EGFR, позволит избежать лекарственной резистентности, вызванной гиперэкспрессией рецептора к эпидермальному фактору роста, стало основанием для проведения клинических исследований с комбинацией данных препаратов (см. табл. 1).

В клиническом исследовании 1/2 фазы KRYSTAL-1 32 больных метастатическим КРР с выявленной мутацией G12C в гене KRAS получали комбинированную терапию адаграсибом и цетуксимабом. Частота объективного ответа в данной группе составила 46%, а медиана выживаемости без прогрессирования (Progression-Free Survival) – 6,9 месяца, что подтвердило более высокую эффективность данной схемы лечения по сравнению с монотерапией адаграсибом [66]. И в конце июня 2024 года такая комбинация была одобрена FDA для пациентов с метастатическим КРР, имеющих мутацию KRAS G12C, которые ранее получали химиотерапию на основе фторпиримидинов, оксалиплатина и иринотекана.

В январе 2025 года FDA также одобрило комбинацию соторасиба в сочетании с панитумабом для той же группы пациентов после проведенного клинического исследования 3 фазы CodeBreaK 300, в котором частота объективного ответа составила 26,4%, а медиана выживаемости без прогрессирования – 5,6 месяца [69].

Обнадеживающие результаты также показало клиническое исследование 1b фазы CodeBreaK 101, в котором 33 пациента с метастатическим КРР и мутацией KRAS G12C получали комбинированную терапию соторасибом, панитумумабом и FOLFIRI [70]. Эффективность такой схемы лечения подтверждается высокой частотой объективного ответа, составившей 58,1%. Однако данные по выживаемости без прогрессирования и общей выживаемости не опубликованы.

Хорошие результаты также продемонстрировало клиническое исследование 1b фазы, в котором для 24 пациентов с метастатическим КРР и выявленной мутацией G12C применялась комбинация диварасиба и цетуксимаба [71]. Частота объективного ответа в данном исследовании составила 62,5%, а медиана выживаемости без прогрессирования – 8,1 месяца.

Таким образом, клинические исследования продемонстрировали, что комбинации ингибиторов KRAS с моноклональными антителами к EGFR (цетуксимаб, панитумумаб) и химиотерапией существенно повышают эффективность терапии и преодолевают лекарственную резистентность.

Табл. 1. Результаты исследований комбинаций ингибиторов KRAS G12C с анти‑EGFR антителами ± химиотерапией у больных метастатическим КРР с мутацией KRAS G12C

Исследование	фаза	Режим терапии	n	ORR, %	PFS, мес
KRYSTAL-1	фаза 1/2	Адаграсиб + цетуксимаб	32	46,0	6,9
CodeBreaK 300	фаза 3	Соторасиб + панитумумаб	53	26,4	5,6
CodeBreaK 101	фаза 1b	Соторасиб + панитумумаб + FOLFIRI	33	58,1	н/д
диварасиб	Фаза 1b	Диварасиб + цетуксимаб	24	62,5	8,1
Примечание. ORR (Overall Response Rate), частота объективного ответа; PFS (Progression-Free Survival), выживаемость без прогрессирования Разработка ингибиторов KRAS с мутацией G12D

Активирующие мутации G12D в гене KRAS занимают лидирующее место по частоте встречаемости у больных КРР, поэтому разработка ингибиторов, связывающихся с соответствующим белком, крайне актуальна, однако затруднена из-за невозможности ковалентного соединения лекарственного препарата в сайте связывания Switch II. Это объясняет отставание в разработке и более позднее проведение клинических испытаний ингибиторов KRAS G12D, по сравнению с препаратами, направленными на мутацию G12С.

Клинические испытания первого ингибитора G12D (HRS-4642), начались в Китае в середине 2022 года [73]. Результаты первой фазы клинического исследования ингибитора G12D (HRS-4642) у пациентов с распространенными солидными опухолями были представлены на Конгрессе Европейского общества медицинской онкологии (ESMO) в 2023 году [74]. Хотя эффективность препарата оказалась не такой хорошей, как ожидалось, клиническое обоснование концепции низкомолекулярного ингибитора G12D в основном завершено, а HRS-4642 всё ещё находится на этапе эскалации дозы. Препарат не обладает пероральной биодоступностью и может вводиться только инъекционно.

Соединение MRTX1133 было разработано компанией Mirati Therapeutics до появления HRS-4642 и идентифицировано как нековалентный ингибитор, который может связываться с сайтом Switch II, демонстрируя хорошую эффективность in vivo [73], однако его клинические испытания начались лишь в начале 2023 года и были прекращены в январе 2025 из-за высокой клинической вариабельности.

Также на стадии клинических исследований находится новый деградирующий белок (молекула, индуцирующая протеолиз целевого белка) препарат ASP-3082 компании Astellas Pharma, селективно воздействующий на KRAS G12D [75]. На конгрессе ESMO 2024 были 138

представлены основные данные по безопасности и эффективности ASP3082 при распространенном раке поджелудочной железы, колоректальном раке и немелкоклеточном раке легких (НМРЛ), однако объективный ответ не наблюдался пока ни у одного пациента с КРР.

Один из наиболее перспективных ингибиторов KRAS G12D – VS-7375 (GFH375), разрабатываемый Verastem Oncology (США) и GenFleet Therapeutics (Китай), представляет собой селективный оральный нековалентный препарат с двойным механизмом действия («ON/OFF»-ингибитор) – он блокирует активную GTP-форму и предотвращает активацию ГДФ-формы. В фазе 1/2a (NCT07020221) у пациентов с KRAS G12D -мутированными солидными опухолями ORR составила 68,8% (немелкоклеточный рак легкого, НМРЛ), PFS -9,2 мес. Препарат VS-7375 получил статус Fast Track от FDA (статус ускоренного рассмотрения) для лечения поджелудочной аденокарциномы (PDAC) – приоритетного направления онкологии с высокой неудовлетворенной медицинской потребностью. Препарат обладает пероральной биодоступностью и высоким терапевтическим потенциалом для лечения разных форм рака, в том числе и колоректального рака (КРР) [76].

Несмотря на клинические доказательства концепции низкомолекулярных ингибиторов KRAS G12D, их разработка сталкивается с трудностями – все препараты остаются на ранних стадиях испытаний.

Ингибиторы KRAS нового поколения

В настоящее время разрабатываются и проходят клинические испытания низкомолекулярные ингибиторы пан-KRAS, которые способны блокировать белки, ассоциированные сразу с несколькими мутациями гена KRAS , охватывая 85% KRAS-опухолей вместо 25% у селективных, что в значительной степени увеличивает их эффективность по сравнению с ингибиторами первого поколения. Например, препараты LY4066434 (Eli Lilly) и BI-3706674 (Boehringer-Ingelheim) показали отличные результаты в доклинических исследованиях, продемонстрировав высокую пероральную биодоступность и довольно хорошие противоопухолевые эффекты [77].

На ежегодном собрании Американской ассоциации исследований рака (American Association for Cancer Research) в 2023 году был представлен ингибитор пан-RAS (ADT-1004), который связывается не только с KRAS, но и со всеми мутантными белками семейства RAS. Доклинические исследования показали, что его активное вещество in vivo успешно подавляет значительную долю опухолевых клеток с мутациями RAS [78].

Инновацией стала разработка нового типа препарата, который представляет из себя трикомплексный ингибитор – макроциклическую бифункциональную молекулу, образующую комплекс с внутриклеточным шаперонным белком циклофилином А (CYPA) и целевым белком RAS (RMC-4998). Образование данного комплекса блокирует связывание эффектора и подавляет нисходящий сигнальный путь RAS и пролиферацию опухолевых клеток [79].

В конце 2024 года были опубликованы результаты клинического исследования нековалентного трикомплексного ингибитора, активированного RAS -  RMC-6236

(daraksonrasib, дараксонрасиб). У пациентов с мутантным геном KRAS G12X при применении RMC-6236 была достигнута медиана безрецедивной выживаемости 8,8 месяцев во 2 линии терапии, а частота объективного ответа составила 36% [80]. Такая эффективность почти в три-четыре раза превышает показатели современных клинических химиотерапевтических препаратов той же линии, что говорит о хороших перспективах использования данного препарата при лечении прогрессирующих солидных опухолей.

Помимо низкомолекулярных соединений, значительный интерес в разработке ингибиторов KRAS нового поколения представляют пептидные ингибиторы, открывающие перспективное направление в онкотерапии. В отличие от традиционных малых молекул, пептиды обладают рядом уникальных преимуществ, позволяющих эффективно таргетировать белок-белковые взаимодействия (PPI), которые являются ключевыми для 139

функционирования RAS. К таким преимуществам относятся высокая специфичность, способность связываться с относительно плоскими поверхностями белков, где отсутствуют глубокие гидрофобные карманы, а также низкая системная токсичность и модульность, позволяющая модифицировать их для улучшения фармакокинетических свойств и внутриклеточной доставки [81-83]. Механизм действия пептидных ингибиторов часто основан на имитации природных белковых взаимодействий, блокировании областей «переключателей» Switch I и Switch II, которые критически важны для связывания RAS с его эффекторами, такими как RAF и PI3K. Это приводит к нарушению нисходящей сигнальной передачи и подавлению пролиферации опухолевых клеток [84,85].

Особое внимание заслуживают разработки, направленные на создание пептидных конструкций, способных эффективно проникать в клетки и ингибировать активность RAS. Примером такой инновационной разработки является пептид ИНГ -Рас, который представляет собой бифункциональную конструкцию, включающую интернализуемую последовательность и ингибитор RAS-ГТФазы. Эта конструкция позволяет обеспечить эффективную внутриклеточную доставку ингибирующего компонента, что является критически важным аспектом для терапевтического воздействия на внутриклеточные мишени, такие как RAS. Доклинические исследования ИНГ-Рас продемонстрировали его противоопухолевые свойства, что подтверждает потенциал пептидных ингибиторов как нового класса терапевтических агентов в борьбе с RAS-зависимыми опухолях [86]. Дальнейшие исследования в этом направлении могут привести к созданию высокоэффективных и безопасных препаратов для лечения широкого спектра онкологических заболеваний.

Заключение

Примерно половина больных КРР характеризуется наличием мутации в гене KRAS , но долгое время в силу особенностей этого белка прямое воздействие на него считалось невозможным, а применяемые стандартные схемы лечения для пациентов с КРР и мутацией в данном гене оказывались малоэффективными. Огромным прорывом стала разработка новых препаратов - ингибиторов KRAS, позволяющих воздействовать на мутантный белок. Однако проведенные клинические испытания показали, что основной проблемой при использовании ингибиторов KRAS является быстрое возникновение лекарственной резистентности к данным препаратам. Поэтому на сегодняшний день важнейшей задачей является разработка новых ингибиторов KRAS, а также схем комбинированной терапии с целью повышения эффективности лечения больных КРР.

Вклад авторов. Е.Л. Джикия: написание разделов статьи, анализ и корректировка рукописи, создание иллюстраций; Е.И. Новикова: формирование базы литературных источников, написание текста рукописи; Алексеёнок Е.И.: корректировка рукописи; Боженко В.К.: разработка концепции статьи, анализ и интерпретация литературных данных, корректировка рукописи. Все авторы прочитали и согласились с версией рукописи, представленной для публикации.

Финансирование. Исследование выполнено в рамках темы государственного задания «Проведение II фазы клинических исследований лекарственного средства на основе ингибитора Ras-ГТФазы (К26К) для лечения пациентов с перитонеальным канцероматозом при опухолях желудочно-кишечного тракта», рег.№ 1023021500033-4-3.2.21;3.1.5.

Соблюдение прав пациентов и правил биоэтики. Данное обзорное исследование было основано на опубликованных работах и поэтому не требовало одобрения этического комитета.