Ген RET и щитовидная железа

Автор: Рита Гилева, редактор: Снежанна Генинг, Наталья Усолова верстка: Рита Гилева

История открытия гена 

В 1985 году группа исследователей под руководством Такахаши клонировала новый онкоген Т-лимфомы человека, который был способен трансформировать фибробласты после трансфекции из клеточной линии лимфомы. Этот ген получил название RET – REarranged during Transfection – поскольку был создан путем рекомбинации, которая, вероятно, произошла во время трансфекции.

В 1989 г. RET был картирован на длинном плече хромосомы 10 (10q11.2). Это сделало его геном-кандидатом для синдрома множественной эндокринной неоплазии 2 типа (MEN2), который развивается при генетических изменениях в этом хромосомном регионе. В этом же году было продемонстрировано, что RET кодирует трансмембранный рецептор с тирозинкиназной активностью. А в 1990 году было показано, что слияния RET являются распространенным онкогенным драйвером карциномы щитовидной железы, в 1993 году установили, что единичные замены аминокислот и небольшие инсерции и/или делеции выявляются при наследственных и спорадических формах медуллярного рака щитовидной железы. Наконец, в 2012 г. слияния RET были идентифицированы при немелкоклеточном раке легкого, а затем при раке толстой кишки, молочной железы и других типах рака.

Функция 

Ген RET кодирует трансмембранный рецептор с тирозинкиназной активностью – RTK. 

Его внеклеточный домен включает четыре повтора примерно из 110 аминокислот. Через плазматическую мембрану проходит трансмембранный сегмент, а внутриклеточный домен включает внутриклеточный околомембранный сегмент и тирозинкиназный домен, который складывается в типичное каталитическое ядро ​​с двумя лепестками, с N-концевой долей, которая содержит богатую глицином нуклеотидсвязывающую петлю, участвующую в связывании АТФ, и C-концевой долей, которая содержит киназную вставку из 14 аминокислот. С-концевая доля тирозинкиназного домена содержит активационный сегмент, который является основным регулятором каталитической активности. Конформация этого активационного сегмента часто бывает деформирована мутацией M918T (замена метионина на треонин в активационном сегменте киназы RET) при развитии медуллярного рака щитовидной железы, что приводит к повышенной и более быстрой кинетике аутофосфорилирования, чем в белке дикого типа.

Кроме того, функция киназы RET важна для популяций нейронов центральной нервной системы, включая двигательные нейроны спинного мозга, дофаминергические нейроны вентрального среднего мозга (эти нейроны вовлечены в болезнь Паркинсона) и центры аппетита. Функция киназы RET также необходима для правильного развития парасимпатических энтеральных нейронов межмышечного и подслизистого сплетений, которые участвуют в перистальтике кишечника. Киназа RET экспрессируется и в парафолликулярных С-клетках щитовидной железы, гемопоэтических стволовых клетках, клетках зачатка мочеточника (во время органогенеза почки), сперматогониях, гипофизарных соматотрофах, секретирующих гормон роста, и гемопоэтических клетках кишечника (которые образуют пейеровы бляшки).

Ген RET, щитовидная железа и синдром MEN 

Как мы уже говорили ранее, мутации гена RET являются драйверными для развития злокачественных новообразований щитовидной железы, в частности, при развитии медуллярного рака щитовидной железы. Медуллярный рак щитовидной железы (МРЩЖ) представляет собой нейроэндокринную опухоль парафолликулярных или С-клеток щитовидной железы. Характерной чертой этой опухоли является продукция кальцитонина.

Большинство медуллярных карцином щитовидной железы являются спорадическими. Однако примерно 25% являются семейными и входят в структуру синдрома множественной эндокринной неоплазии 2 типа (MEN2).

На синдром MEN2A приходится 80% наследственного медуллярного рака щитовидной железы. Чаще всего при этом синдроме происходит мутация RET в кодоне 634. В этом случае у 100% пациентов развивается МРЩЖ с классическим проявлением, у 50% – феохромоцитома (среди них у половины развивается двусторонняя феохромоцитома) , гиперпаратиреоз у 15% пациентов.

При других мутациях в этом же кодоне может развиваться другой подтип синдрома, известный как MEN 2A CLA, характеризующийся кожным амилоидозом. В этом случае феохромоцитома встречается реже и возникает позже, а гиперпаратиреоз отсутствует.

Стоит отметить, что при синдроме MEN 2А могут быть мутации и в других экзонах, которые также приводят к увеличению тирозинкиназной активности RET по сравнению с диким типом. При этом развитие феохромоцитомы может быть ассоциировано с любым типом мутации.

Синдром MEN 2B встречается редко (составляет около 5% наследственных МРЩЖ) и характеризуется медуллярным раком щитовидной железы, феохромоцитомой, генерализованным ганглионевроматозом, офтальмологическими аномалиями и фенотипом, характеризующимся типичными чертами лица, пороками развития скелета и марфаноидным габитусом. MEN 2B почти исключительно связан с мутацией в экзоне 16 RET, которая вызывает замену метионина на треонин в активационном сегменте киназы RET. Эта замена увеличивает АТФ-связывание и активность аутофосфорилирования, тем самым опосредуя независимую от димеризации активацию киназы RET. Кроме того, мутантный RET в этом случае может дополнительно активироваться эндогенными лигандами. Более того, сообщалось, что эта мутация изменяет субстратную специфичность киназы RET.

Если говорить о развитии только лишь медуллярного рака щитовидной железы, не входящего в структуру синдрома множественной эндокринной неоплазии, мутации в гене RET выявляются в 55% случаев. Наиболее распространенной соматической мутацией также является замена метионина на треонин в активационном сегменте киназы RET. Она присутствует у 40% больных и связана с большей агрессивностью заболевания.

На сегодняшний день  генетический скрининг рекомендуется в семьях с двумя или более членами с МРЩЖ, а также у пациентов с явным спорадическим МРЩЖ. При выявлении мутации RET пациенты должны прийти поиск медуллярного рака щитовидной железы и феохромоцитомы и/или гиперпаратиреоза.

А прочитать подробнее про скрининг MEN2 можно тут: https://emedicine.medscape.com/article/123447-guidelines https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4490627/

Диагностика и лечение 

Идентификация точечной мутации в гене RET довольно проста, когда уже установлено наличие таковых в семье. Стратегия заключается либо в первоначальном секвенировании наиболее часто мутируемых цистеиновых кодонов RET, расположенных в экзонах 10 и 11, а также в горячих точках, расположенных в экзонах 13-16, либо в секвенировании всех экзонов RET. Второй подход более дорогой, но выполнимый и позволяет обнаруживать «редкие» двойные или множественные мутации RET.

Эти же методы могут быть использованы при тестировании на соматические изменения, которые привели к развитию МРЩЖ. Также может быть использована жидкостная биопсия, которая направлена на выявление и количественную оценку изменений RET в ДНК плазмы.

Основным методом лечения медуллярного рака щитовидной железы является обширная и тщательная хирургическая резекция. Роль дистанционной лучевой терапии ограничена. Поскольку МРЩЖ нейроэндокринного происхождения не реагирует ни на радиойод, ни на подавление тиреотропного гормона (ТТГ), эти варианты не подходят для лечения прогрессирующего метастатического МРЩЖ.

После идентификации активированных киназ в качестве ключевых драйверных онкогенов началась новая эра лечения пациентов с раком щитовидной щитовидной железы, особенно МРЩЖ. Киназа RET – первая мутировавшая киназа, которая была выбрана в качестве мишени у пациентов с прогрессирующей медуллярной карциномой щитовидной железы.

Важно отметить, что ингибирование киназы RET может быть жизнеспособным подходом к лечению RET-зависимого рака нетиреоидного происхождения, например, для лечения немелкоклеточного рака легких.

Вандетаниб и кабозантиниб являются таргетными препаратами, воздействующими одновременно и на RET, и на VEGFR2. Такое одновременное воздействие на две мишени может обеспечить преимущество в контроле роста опухоли, но способно и увеличить токсичность, следовательно, затруднить возможность достижения безопасных доз, достаточных для ингибирования киназы RET.

В связи с этим были разработаны таргетные препараты, воздействующие на RET: селперкатиниб, пралсетиниб. Кроме того, TPX-0046 и BOS172738 сейчас проходят клинические испытания. Селперкатиниб был одобрен FDA для лечения рака щитовидной железы и легкого с мутацией RET в мае 2020.

Take-home message

Мутации, возникающие в гене RET, ведут к возникновению злокачественных новообразований разных локализаций. Чаще всего они ассоциированы с развитием медуллярного рака щитовидной железы и синдромом множественной эндокринной неоплазии 2 типа. Использование таргетных препаратов может стать новой эрой в лечении данных заболеваний.