Receptor do fator de crescimento epidérmico - Epidermal growth factor receptor
O receptor do fator de crescimento epidérmico ( EGFR ; ErbB-1 ; HER1 em humanos) é uma proteína transmembrana que é um receptor para membros da família do fator de crescimento epidérmico (família EGF) de ligantes de proteínas extracelulares .
O receptor do fator de crescimento epidérmico é um membro da família de receptores ErbB , uma subfamília de quatro receptores tirosina quinases intimamente relacionados : EGFR (ErbB-1), HER2 / neu (ErbB-2), Her 3 (ErbB-3) e Her 4 (ErbB-4). Em muitos tipos de câncer, as mutações que afetam a expressão ou atividade do EGFR podem resultar em câncer .
O fator de crescimento epidérmico e seu receptor foram descobertos por Stanley Cohen, da Universidade Vanderbilt . Cohen compartilhou o Prêmio Nobel de Medicina de 1986 com Rita Levi-Montalcini por sua descoberta dos fatores de crescimento .
A sinalização deficiente do EGFR e de outros receptores tirosina quinases em humanos está associada a doenças como a doença de Alzheimer, enquanto a superexpressão está associada ao desenvolvimento de uma ampla variedade de tumores. A interrupção da sinalização de EGFR, seja pelo bloqueio dos locais de ligação de EGFR no domínio extracelular do receptor ou pela inibição da atividade da tirosina quinase intracelular, pode prevenir o crescimento de tumores que expressam EGFR e melhorar a condição do paciente.
Função
O receptor do fator de crescimento epidérmico (EGFR) é uma proteína transmembrana que é ativada pela ligação de seus ligantes específicos , incluindo fator de crescimento epidérmico e fator de crescimento transformador α (TGFα). ErbB2 não tem ligante de ativação direta conhecido e pode estar em um estado ativado constitutivamente ou tornam-se ativos após a heterodimerização com outros membros da família, como EGFR. Após a ativação por seus ligantes de fator de crescimento, o EGFR sofre uma transição de uma forma monomérica inativa para um homodímero ativo . - embora haja alguma evidência de que dímeros inativos pré-formados também possam existir antes da ligação do ligante. Além de formar homodímeros após a ligação do ligante, o EGFR pode emparelhar com outro membro da família de receptores ErbB, como ErbB2 / Her2 / neu , para criar um heterodímero ativado . Também há evidências que sugerem que os grupos de EGFRs ativados se formam, embora não esteja claro se esse agrupamento é importante para a própria ativação ou ocorre após a ativação de dímeros individuais.
A dimerização de EGFR estimula sua atividade intracelular intracelular de proteína tirosina quinase. Como resultado, ocorre a autofosforilação de vários resíduos de tirosina (Y) no domínio C-terminal de EGFR. Isso inclui Y992, Y1045, Y1068, Y1148 e Y1173, conforme mostrado no diagrama adjacente. Esta autofosforilação induz ativação e sinalização a jusante por várias outras proteínas que se associam com as tirosinas fosforiladas por meio de seus próprios domínios SH2 de ligação à fosfotirosina . Essas proteínas de sinalização a jusante iniciam várias cascatas de transdução de sinal , principalmente as vias MAPK , Akt e JNK , levando à síntese de DNA e proliferação celular. Essas proteínas modulam fenótipos, como migração , adesão e proliferação celular . A ativação do receptor é importante para a resposta imune inata na pele humana. O domínio quinase de EGFR também pode fosforilar de forma cruzada resíduos de tirosina de outros receptores com os quais está agregado e pode ele próprio ser ativado dessa maneira.
Papéis biológicos
O EGFR é essencial para o desenvolvimento ductal das glândulas mamárias e os agonistas do EGFR, como anfirregulina , TGF-α e heregulina, induzem o desenvolvimento ductal e lobuloalveolar , mesmo na ausência de estrogênio e progesterona .
Papel na doença humana
Câncer
Mutações que levam à superexpressão de EGFR (conhecido como supraregulação ou amplificação) foram associadas a uma série de cânceres , incluindo adenocarcinoma do pulmão (40% dos casos), câncer anal , glioblastoma (50%) e tumores epiteliais da cabeça e pescoço (80-100%). Essas mutações somáticas envolvendo o EGFR levam à sua ativação constante, que produz a divisão celular descontrolada. No glioblastoma, uma mutação específica do EGFR, chamada EGFRvIII, é frequentemente observada. Mutações, amplificações ou desregulações de EGFR ou membros da família estão implicadas em cerca de 30% de todos os cânceres epiteliais .
Doença inflamatória
A sinalização aberrante do EGFR foi implicada na psoríase, eczema e aterosclerose. No entanto, seus papéis exatos nessas condições são mal definidos.
Doença monogênica
Descobriu-se que uma única criança apresentando inflamação epitelial de múltiplos órgãos tinha uma perda homozigótica de mutação de função no gene EGFR . A patogenicidade da mutação EGFR foi apoiada por experimentos in vitro e análise funcional de uma biópsia de pele. Seu fenótipo severo reflete muitos achados de pesquisas anteriores sobre a função EGFR. Suas características clínicas incluíam erupção papulopustular, pele seca, diarreia crônica, anormalidades no crescimento de pelos, dificuldades respiratórias e desequilíbrios eletrolíticos.
Cicatrização de feridas e fibrose
EGFR demonstrou desempenhar um papel crítico na diferenciação de fibroblastos dependentes de TGF-beta1 em miofibroblastos . A persistência aberrante de miofibroblastos dentro dos tecidos pode levar à fibrose progressiva do tecido , prejudicando a função do tecido ou órgão (por exemplo, hipertrofia da pele ou cicatrizes queloides , cirrose hepática , fibrose miocárdica , doença renal crônica ).
Aplicações médicas
Alvo de drogas
A identificação de EGFR como um oncogene levou ao desenvolvimento de terapêuticas anticâncer dirigidas contra EGFR (chamados "inibidores de EGFR", EGFRi), incluindo gefitinibe , erlotinibe , afatinibe , brigatinibe e icotinibe para câncer de pulmão e cetuximabe para câncer de cólon . Mais recentemente, a AstraZeneca desenvolveu o Osimertinibe , um inibidor da tirosina quinase de terceira geração.
Muitas abordagens terapêuticas são direcionadas ao EGFR. O cetuximabe e o panitumumabe são exemplos de inibidores de anticorpos monoclonais . No entanto, o primeiro é do tipo IgG1 , o último do tipo IgG2 ; as consequências sobre a citotoxicidade celular dependente de anticorpos podem ser bastante diferentes. Outros monoclonais em desenvolvimento clínico são zalutumumabe , nimotuzumabe e matuzumabe . Os anticorpos monoclonais bloqueiam o domínio de ligação do ligando extracelular. Com o sítio de ligação bloqueado, as moléculas de sinal não podem mais se anexar lá e ativar a tirosina quinase.
Outro método é usar pequenas moléculas para inibir a tirosina quinase EGFR, que está no lado citoplasmático do receptor. Sem a atividade da quinase, o EGFR é incapaz de se ativar, o que é um pré-requisito para a ligação de proteínas adaptadoras a jusante. Ostensivamente, ao interromper a cascata de sinalização nas células que dependem dessa via de crescimento, a proliferação e migração do tumor são diminuídas. Gefitinib , erlotinib , brigatinib e lapatinib (inibidor misto de EGFR e ERBB2) são exemplos de inibidores da quinase de moléculas pequenas .
CimaVax-EGF , uma vacina ativa que visa o EGF como o principal ligante do EGF, usa uma abordagem diferente, criando anticorpos contra o próprio EGF, negando, assim, cânceres dependentes de EGFR de um estímulo proliferativo; está em uso como terapia de câncer contra o carcinoma de células não pequenas do pulmão (a forma mais comum de câncer de pulmão) em Cuba, e está passando por novos testes para possível licenciamento no Japão, Europa e Estados Unidos.
Existem vários métodos quantitativos disponíveis que usam a detecção de fosforilação de proteínas para identificar os inibidores da família EGFR.
Novos medicamentos como osimertinibe , gefitinibe , erlotinibe e brigatinibe têm como alvo direto o EGFR. Os pacientes foram divididos em EGFR-positivos e EGFR-negativos, com base em se um teste de tecido mostra uma mutação. Os pacientes EGFR-positivos mostraram uma taxa de resposta de 60%, que excede a taxa de resposta da quimioterapia convencional.
No entanto, muitos pacientes desenvolvem resistência. Duas fontes primárias de resistência são a mutação T790M e o oncogene MET. No entanto, a partir de 2010 não havia consenso de uma abordagem aceita para combater a resistência, nem a aprovação do FDA de uma combinação específica. Resultados de fase II do ensaio clínico relatados para o brigatinibe visando a mutação T790M, e o brigatinibe recebeu o status de designação de Breakthrough Therapy pelo FDA em fevereiro de 2015.
O efeito adverso mais comum dos inibidores de EGFR, encontrado em mais de 90% dos pacientes, é uma erupção papulopustular que se espalha pela face e tronco; a presença da erupção está correlacionada com o efeito antitumoral da droga. Em 10% a 15% dos pacientes, os efeitos podem ser graves e exigir tratamento.
Alguns testes têm como objetivo predizer o benefício do tratamento com EGFR, como o Veristrat .
A pesquisa de laboratório usando células-tronco geneticamente modificadas para direcionar o EGFR em camundongos foi relatada em 2014 como promissora. EGFR é um alvo bem estabelecido para anticorpos monoclonais e inibidores específicos da tirosina quinase.
Alvo para agentes de imagem
Foram desenvolvidos agentes de imagem que identificam cânceres dependentes de EGFR usando EGF marcado. A viabilidade da imagem in vivo da expressão de EGFR foi demonstrada em vários estudos.
Interações
Foi demonstrado que o receptor do fator de crescimento epidérmico interage com:
Nas moscas da fruta, o receptor do fator de crescimento epidérmico interage com o Spitz .
Referências
Leitura adicional
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links externos
- Crescimento Epidérmico Receptor do Fator na Biblioteca Nacional de Medicina dos Estados Unidos Medical Subject Headings (MeSH)
- Visão geral de todas as informações estruturais disponíveis no PDB para UniProt : P00533 (receptor do fator de crescimento epidérmico humano) no PDBe-KB .