POLD1-Mutationen als prädiktiver Marker für das Ansprechen auf ATR-Inhibitoren in gastrointestinalen Tumoren

Einleitung:

Synthetisch letale Interaktionen zwischen Genen stellen einen neuen Ansatz zur individualisierten Tumortherapie dar. Eigene Daten aus einem RNAi-Modell legen solche Interaktionen zwischen den DNA-Reparaturgenen ATR und POLD1 nahe. Da zum einen POLD1-Mutationen in gastrointestinalen Tumoren beschrieben wurden, zum anderen ATR-Inhibitoren sich bereits in klinischer Entwicklung befinden, könnten diese Daten unmittelbare klinische Relevanz erlangen.

Ziele:

1. Bestätigung und Quantifizierung synthetisch letaler Interaktionen zwischen ATR und POLD1 in einem humanen Tumorzell-Knockout (KO)-Modellsystem.

2. Vergleich der Effekte von ATR- und CHK1-Inhibitoren auf POLD1-defiziente Tumorzellen.

3. Funktionelle Klassifizierung vorbeschriebener POLD1-Varianten unklarer Signifikanz (VUS).

Methodik:

DLD-1 Tumorzellen weisen mehrere funktionell nicht sicher klassifizierte, heterozygote POLD1-Mutationen auf. Durch separate Inaktivierung beider POLD1-Allele mittels CRISPR/Cas9 wurden KO-Klone mit definierten homozygoten POLD1-Mutationen erzeugt und die Sensitivität dieser Klone gegenüber ATR- und CHK1-Inhibitoren sowie konventionellen Chemotherapeutika untersucht.

Ergebnis:

Durch Etablierung eines humanen POLD1-KO-Zellmodells konnte die zuvor in einem RNAi-Modell charakterisierte synthetisch letale Beziehung zwischen ATR und POLD1 bestätigt werden, wobei sich im KO-Modell sogar ausgeprägtere Effekte zeigten. Des Weiteren konnte die funktionelle Bedeutung mehrerer vorbeschriebener POLD1 VUS (G10V, R506 H, R689W und S746I) definiert werden. Lediglich die R689W-Mutation zeigte einen Einfluss auf die Sensitivität gegenüber ATR-Inhibitoren und in geringerem Ausmaß auch gegenüber CHK1-Inhibitoren, nicht aber gegenüber konventionellen Chemotherapeutika.

Schlussfolgerung:

In einem neu etablierten POLD1-Tumor-KO-Modell konnten frühere Daten zur synthetisch letalen Interaktion zwischen POLD1 und ATR bestätigt und erweitert werden. Des Weiteren konnte die funktionelle Relevanz verschiedener POLD1-VUS in diesem Modell eindeutig definiert werden. Diese Daten untermauern die Hypothese, dass ATR-/CHK1-Inhibitoren einen zielgerichteten Ansatz zur Therapie von Patienten mit gastrointestinalen Tumoren, die spezifische POLD1-Mutationen aufweisen, darstellen.

 

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