Participación del factor de necrosis tumoral alfa en la progresión, metástasis y resistencia a terapias en cáncer de mama HER2 positivo

• Autores: Bruni, Sofía
• Año de publicación: 2024
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Schillaci, Roxana
• Materia: CANCER DE MAMA; TNFa; HER2; MUC4; RESISTENCIA AL TRASTUZUMAB; MICROAMBIENTE TUMORAL; TERAPIAS ANTI-HER2
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

El cáncer de mama HER2 positivo (HER2+) se identifica mediante la amplificación/sobreexpresión del oncogén ERBB2. Los tumores HER2+ comprenden aproximadamente el 13-20% de los cánceres de mama y reciben como terapia de primera línea trastuzumab, un anticuerpo monoclonal anti-HER2, en régimen adyuvante y neoadyuvante tanto en enfermedad temprana como metastásica. La respuesta inmune tiene gran relevancia en la eficacia terapéutica, ya que el trastuzumab desencadena una respuesta inmune innata que induce citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos (ADCC) por parte de las células NK y fagocitosis celular dependiente de anticuerpos (ADCP) por macrófagos. Una de las características pronósticas que indican el éxito potencial del tratamiento con trastuzumab es la presencia de linfocitos estromales infiltrantes de tumores (TILs). A pesar de esto, el tratamiento con trastuzumab no es efectivo entre un 20-40% de los pacientes debido a fenómenos de resistencia. Previamente, hemos demostrado que el factor de necrosis tumoral alfa (TNFα) promueve la expresión de una glicoproteína de membrana denominada mucina 4 (MUC4), que con sus importantes patrones de glicosilación enmascara el epítope de unión del trastuzumab en la molécula del HER2, lo que dificulta su unión y sus efectos terapéuticos. En este trabajo, nos propusimos estudiar la participación del TNFα en la progresión y metástasis del cáncer de mama HER2+, así como también su contribución a la resistencia a terapias anti-HER2 a través de la inducción en la expresión de MUC4. Asimismo, estudiamos el rol de la expresión de MUC4 en impedir la actividad antitumoral de terapias basadas en trastuzumab, y su participación en la evasión inmune. Utilizando INB03, una proteína que actúa como dominante negativo (DN) específico para el sTNFα, comprobamos que este pudo inducir la regulación negativa de la expresión de MUC4 y la sensibilización de tumores resistentes de novo al trastuzumab. Asimismo, la administración de DN en combinación con trastuzumab remodeló el microambiente tumoral inmunosupresor, desencadenando una respuesta inmune innata caracterizada por la polarización de macrófagos al subtipo antitumoral M1-like y la activación y degranulación de las células NK. El silenciamiento de MUC4 nos permitió comprobar que existe una colaboración NK-Macrófagos M1-like que guía la respuesta inmune antitumoral, y que esta glicoproteína dificulta la ADCP y el infiltrado de TILs al microambiente tumoral. Además, comprobamos que el bloqueo de sTNFα permite disminuir hasta 4 veces la dosis del anticuerpo anti-HER2 conjugado a droga trastuzumab-deruxtecan (T-DXd). Además, supera la resistencia a TKIs anti-HER2 como lapatinib y tucatinib, y en el caso de este último, disminuye el riesgo de metástasis en pulmón y cerebro de tumores de cáncer de mama HER2+ metastásicos. Los hallazgos presentados en esta tesis resultan una prueba de concepto para proponer adicionar agentes bloqueantes del sTNFα al tratamiento con trastuzumab para pacientes con cáncer de mama HER2+MUC4+, para superar la resistencia dichas terapias o incluso evitarla. Además, estos resultados sugieren que el DN es efectivo en combinación con drogas anti-HER2 utilizadas en enfermedad avanzada, como T-DXd, lapatinib o tucatinib, para disminuir la dosis efectiva, y el riesgo de metástasis, respectivamente.
HER2-positive breast cancer (HER2+) is identified by amplification/overexpression of the oncogene ERBB2. HER2+ tumors comprise approximately 13-20% of breast cancers and are treated with first-line therapy of trastuzumab, a monoclonal anti-HER2 antibody, in adjuvant and neoadjuvant regimens for both early and metastatic disease. The immune response is highly relevant for therapeutic efficacy, as trastuzumab triggers an innate immune response inducing antibody-dependent cellular cytotoxicity (ADCC) by NK cells and antibody-dependent cellular phagocytosis (ADCP) by macrophages. One prognostic characteristic indicating potential success of trastuzumab treatment is the presence of stromal tumor-infiltrating lymphocytes (TILs). However, trastuzumab treatment is ineffective in 20-40% of patients due to resistance events. Previously, we have shown that tumor necrosis factor alpha (TNFα) promotes the expression of a membrane glycoprotein called mucin 4 (MUC4) which, with its significant glycosylation patterns, masks the trastuzumab binding epitope on the HER2 molecule, hindering its binding and therapeutic effects. In this work, we aimed to study the involvement of TNFα in the progression and metastasis of HER2+ breast cancer, as well as its contribution to resistance to anti-HER2 therapies through the induction of MUC4 expression. Additionally, we investigated the role of MUC4 expression in hindering the antitumor activity of trastuzumab-based therapies and its involvement in immune evasion. Using INB03, a protein acting as a specific dominant negative (DN) for sTNFα, we found it could induce negative regulation of MUC4 expression and sensitize de novo trastuzumab-resistant tumors. Moreover, DN administration in combination with trastuzumab reshaped the immunosuppressive tumor microenvironment (TME), triggering an innate immune response characterized by the polarization of macrophages to the antitumor M1-like subtype and activation and degranulation of NK cells. Silencing of MUC4 allowed us to verify the existence of an NK-M1-like macrophage collaboration that guides the antitumor immune response, and that this glycoprotein hinders ADCP and TILs infiltration to the TME. Additionally, we found that blocking sTNFα allows for a de-escalation of the anti-HER2 antibody-drug conjugate trastuzumab-deruxtecan (T-DXd) dose by up to 4 times, overcomes resistance to the anti-HER2 TKIs such as lapatinib and tucatinib, and for this last one also reduces the risk of lung and brain metastasis, in metastatic HER2+ breast cancer tumors. The findings presented in this thesis serve as a proof of concept to propose adding sTNFα blocking agents to trastuzumab treatment for HER2+MUC4+ breast cancer patients to overcome resistance to these therapies, or even prevent it. Additionally, the results suggest that DN is effective in combination with anti-HER2 drugs used in advanced disease, such as T-DXd, lapatinib or tucatinib, to decrease the effective dose and risk of metastasis, respectively.
Fil: Bruni, Sofía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.