Messaggi chiave

• L’impatto differenziale delle varianti genomiche (hotspot [HS] vs non-HS) di ESR1 sulla risposta alle terapie endocrine (ET) in fase di sviluppo, come i nuovi degradatori e modulatori selettivi del recettore degli estrogeni (SERD e SERM), non è noto. È stato pertanto condotto uno studio volto a valutare gli effetti delle mutazioni non-HS del recettore estrogenico sulla farmacodinamica di SERD e SERM come ulteriore meccanismo di resistenza all’ET.
• Gli autori hanno preso in considerazione una coorte di 1008 pazienti con carcinoma mammario metastatico HR+ caratterizzato mediante analisi del DNA tumorale circolante (ctDNA). Le variazioni a singolo nucleotide sono state annotate mediante OncoKB; l’eventuale co-occorrenza di mutazioni HS e non-HS è stata analizzata mediante test esatto di Fisher. Sono stati inoltre creati modelli 3D delle varianti di ESR1 per predire i cambiamenti nell’affinità di legame di ET approvate e sperimentali.
• I risultati emersi dallo studio indicano che la variabilità genomica di ESR1 – rilevabile mediante analisi del ctDNA – può modulare la risposta all’ET, aumentando o diminuendo l’affinità di legame a seconda del tipo di mutazione e del farmaco testato.
• La significativa co-occorrenza di mutazioni nei siti di attracco (docking) di SERD/SERM e di mutazioni HS di ESR1 suggerisce l’esistenza di un meccanismo combinato di endocrino-resistenza che sarà ulteriormente valutato nel contesto di modelli preclinici attualmente in via di sviluppo.

Background

Cosa c’è di noto su questo argomento?

• Le mutazioni hotspot (HS) di ESR1 (ovvero, 380, 536, 537 e 538) sono importanti driver di resistenza agli inibitori delle aromatasi, ma l’impatto differenziale delle varianti genomiche (HS vs non-HS) sulla risposta alle terapie endocrine (ET) in fase di sviluppo clinico, come i nuovi degradatori selettivi e modulatori selettivi del recettore degli estrogeni (SERD e SERM) per via orale, non è noto.
• Obiettivo dello studio presentato era valutare l’impatto delle mutazioni non-HS di ESR1 sulla farmacodinamica di SERD e SERM come ulteriore meccanismo di resistenza all’ET.

Come è stato condotto questo studio?

• Lo studio ha analizzato una coorte multi-istituzionale di 1008 pazienti con carcinoma mammario metastatico positivo per i recettori ormonali caratterizzato mediante analisi del DNA tumorale circolante (ctDNA).
• La classificazione dei pathway di segnalazione è stata definita sulla base di lavori precedenti (ovvero, RTK, RAS, RAF, MEK, NRF2, ER, WNT, MYC, p53, ciclo cellulare, Notch, PI3K).
• Le variazioni a singolo nucleotide (SNV) sono state annotate mediante OncoKB; l’eventuale co-occorrenza è stata analizzata mediante test esatto di Fisher.
• Si è utilizzata una strategia computazionale basata sulla struttura per creare modelli 3D delle varianti di ESR1 e predire i cambiamenti nell’affinità di legame (dAff) di farmaci approvati e sperimentali.
• Un valore positivo di dAff riflette un’affinità inferiore del farmaco per la forma mutata di ESR1 rispetto alla forma wild-type e dunque la possibilità di un peggioramento della risposta.

Risultati

Cosa ha evidenziato questo studio?

• Su un totale di 680 mutazioni di ESR1 rilevate, 633 erano mutazioni missenso e 631 mutazioni con guadagno di funzione.
• Le mutazioni più frequenti erano localizzate nel codone 537 (N = 305), seguito dal codone 538 (N = 224).
• Non sono state osservate differenze significative tra le varianti di ESR1 in termini di frequenze alleliche minori (MAF) (p = 0,0829).
• La mutazione L391F ha prodotto un aumento dell’affinità di legame per lasofoxifene (LAS) (dAff -0,34), giredestrant (GIR) (dAff -0,18), elacestrant (ELA) (dAff -0,08) e amcenestrant (AMC) (dAff -0,41) e, viceversa, una diminuzione dell’affinità di legame per 4OH-tamoxifene (TAM) (dAff 0,01), imlunestrant (IML) (dAff 0,15), fulvestrant (FUL) (dAff 0,43) e camizestrant (CAM) (dAff 0,02).
• V392F ha ridotto l’affinità di legame per TAM (dAff 0,05), LAS (dAff 0,13), IML (dAff 0,11), GIR (dAff 0,11), FUL (dAff 0,04), CAM (dAff 0,05) e AMC (dAff 0,06), ma non per ELA (dAff -0,01).
• F404L ha ridotto l’affinità di legame per FUL (dAff 0,07), ELA (dAff 0,73) e CAM (dAff 0,26), aumentando invece quella per TAM (dAff -0,27), LAS (dAff -0,02), IML (dAff -0,05), GIR (dAff -0,69) e AMC (dAff -2,01).
• G415E ha aumentato l’affinità di legame per LAS (dAff -0,15), GIR (dAff -0,02) ed ELA (dAff -0,08), mentre ha ridotto quella per TAM (dAff 0,11), IML (dAff 0,09), FUL (dAff 0,29), CAM (dAff 0,19) e AMC (dAff 0,10).
• Le mutazioni nel codone 537 non hanno influenzato la dAff per TAM, GIR ed ELA; è stata osservata una riduzione significativa dell’affinità di legame per FUL e AMC e, viceversa, un’aumentata affinità per LAS.
• Si è analizzata la co-occorrenza di mutazioni di ESR1 nei siti di docking di FUL e all’interno di pathway oncogenici.
• Dall’analisi sono emerse associazioni significative per le SNV di geni del ciclo cellulare (p = 0,047), di Notch (p = 0,020) e di ER (p <0,001).
• Nel contesto di tali pathway, sono state osservate associazioni di singoli geni significative per le SNV di FBXW7 (p = 0,020), ESR1 (p <0,001) e GATA3 (p = 0,016).
• Data l’elevata significatività di co-occorrenza di mutazioni non-HS con altre mutazioni di ESR1, sono stati presi in esame i modelli combinati.
• La combinazione Y537/F404 ha prodotto una riduzione dell’affinità di legame per FUL e un aumento dell’affinità di legame per LAS, mentre L536/F404 ha ridotto l’affinità di legame per TAM e aumentato quella per IML, ELA e AMC.
• In particolare, L540/F404 ha ripristinato l’interazione FUL-ESR1, con conseguente aumento dell’affinità di legame (dAff -2,1).

Conclusioni e prospettive

Qual è l’impatto di questo studio sulla pratica clinica?

• Lo studio presentato suggerisce che la variabilità genomica nei target farmacologici rilevabile mediante analisi del ctDNA può modulare la risposta alla terapia.
• Sono in fase di sviluppo modelli preclinici volti a indagare il meccanismo combinato di endocrino-resistenza suggerito dalla significativa co-occorrenza di mutazioni di ESR1 nei siti di docking di SERD/SERM e di mutazioni hotspot di ESR1 e a fornire ulteriori, preziose indicazioni per lo sviluppo di farmaci e la formulazione di futuri algoritmi di trattamento.