CRISPR-Screen enthüllt: KRAS- und PRMT5-Inhibitor-Kombination eliminiert MTAP-deletierte Tumoren

CDKN2A/MTAP-Ko-Deletion ist die häufigste fokale genomische Deletion in menschlichen Krebserkrankungen und tritt in ~17 % aller Tumore auf, wobei der Anteil beim Glioblastom 50 % übersteigt. Da der MTAP-Verlust zur Anreicherung von Methylthioadenosin (MTA) führt, das das epigenetische Enzym PRMT5 partiell hemmt, sind MTAP-negative Krebszellen gegenüber einer weiteren PRMT5-Suppression selektiv vulnerabel. Eine neue Generation MTA-kooperativer PRMT5-Inhibitoren (MTAC-PRMT5i) – darunter MRTX1719, TNG908 und AMG-193 – macht sich diese Vulnerabilität zunutze und zeigt in frühen klinischen Studien Ansprechraten von ~27–33 %. Diese partiellen Ansprechraten unterstreichen zwar vielversprechende Ergebnisse, verdeutlichen jedoch gleichzeitig den dringenden Bedarf an rationalen Kombinationspartnern.

Um diesem Bedarf zu begegnen, führten die Autoren PRISM-Viabilitäts-Screens an mehr als 900 barcodemarkierten Krebszelllinien mit mehreren PRMT5-Inhibitoren durch und bestätigten, dass die MTAC-PRMT5i-Selektivität – anders als bei PRMT5i der ersten Generation ohne Selektivität – mit dem MTAP-Deletionsstatus übereinstimmt. Anschließend setzten sie eine neuartige Paralog- und Einzelgen-CRISPR-Bibliothek in MTAP-deletierten Lungenkrebszelllinien (LU99 und SW1573) ein, die mit dem MTAC-PRMT5i MRTX1719 behandelt wurden, um genetische Abhängigkeiten zu kartieren, die die Wirksamkeit von PRMT5-Inhibitoren verstärken. Die Dropout-Analyse identifizierte mehrere Sensibilisatoren, allen voran Gene, die für die anti-apoptotischen Proteine BCL2 und BCL2L1 kodieren, sowie Mitglieder des RAS-MAPK-Signalwegs, darunter KRAS, RAF1, BRAF, MAPK1 (ERK2) und MAP2K1 (MEK1).

Die Befunde zum MAPK-Signalweg wurden chemisch in mehreren MTAP-deletierten, RAS-aktiven Krebsmodellen validiert. KRAS-Inhibitoren (Adagrasib, Sotorasib), MEK-Inhibitoren (Trametinib), ERK-Inhibitoren und RAF-Inhibitoren (Belvarafenib) zeigten in vitro allesamt Synergieeffekte mit MRTX1719, die von der RAS-Signalweg-Aktivität abhängig waren. RNAseq- und Western-Blot-Analysen kombinationsbehandelter Zellen zeigten eine Hochregulation von CDKN1A/p21 sowie eine Aktivierung apoptotischer Signalwege, was auf Zellzyklusarrest und Apoptose als gemeinsame Wirkmechanismen hindeutet. Die Kombinationen wurden zudem an patientenabgeleiteten Pankreasorganoiden getestet und bestätigten so ihre Aktivität in einem physiologisch relevanteren System.

In vivo erzielten sowohl die Kombination Adagrasib + MRTX1719 als auch Belvarafenib + MRTX1719 vollständige Tumoransprechen in KRAS/MTAP-doppelmutanten NSCLC-Xenograft-Modellen und übertrafen dabei die Monotherapien bei weitem, während sie in Mäusen gut verträglich blieben. Ein besonders klinisch bedeutsamer Befund war, dass Zelllinien, die durch verschiedene Mechanismen (KRAS-Amplifikation, Bypass-Signalisierung) resistent gegenüber KRAS-Inhibitoren gemacht worden waren, ihre volle Sensitivität gegenüber MRTX1719 beibehielten; umgekehrt blieben MRTX1719-resistente Zellen sensitiv gegenüber KRASi. Dieses nicht-kreuzreaktive Resistenzprofil legt nahe, dass die Kombination sequenziell oder gleichzeitig eingesetzt werden könnte, um Resistenzen zu verhindern oder zu überwinden.

Insgesamt liefert diese Studie eine fundierte mechanistische und präklinische Rationale für die Kombination MTA-kooperativer PRMT5-Inhibitoren mit KRAS- oder RAF-Inhibitoren bei Patienten mit CDKN2A/MTAP-Ko-Deletion und RAS-Signalweg-Aktivierung – ein Genotyp, der bei einem erheblichen Anteil von NSCLC-, PDAC- und GBM-Patienten vorkommt, für die derzeit wirksame Therapien fehlen.