Combinare inibitori di BCL-2 e mTOR per colpire il cancro del colon-retto con mutazione PIK3CA

Le mutazioni di *PIK3CA* si verificano fino al 18% dei casi di cancro colorettale e attivano la segnalazione a valle di AKT e mTOR, promuovendo la sopravvivenza cellulare, la proliferazione e la resistenza all'apoptosi. Nonostante l'interesse clinico, nessun inibitore della via PI3K ha ottenuto l'approvazione FDA per il cancro colorettale come terapia standard di cura, e la resistenza agli inibitori singoli di PI3K/mTOR ha rappresentato un ostacolo persistente in molteplici trial. Il braccio Z1F dello studio NCI-MATCH ha mostrato un tasso di risposta globale di appena il 16% con copanlisib in monoterapia, evidenziando l'urgente necessità di strategie di combinazione efficaci.

Per identificare i farmaci in grado di potenziare l'attività del copanlisib, i ricercatori hanno sviluppato un innovativo screening farmacologico ad alto rendimento utilizzando organoidi tumorali derivati da topo (MDCO) ottenuti da topi con mutazioni Apc/Pik3ca. Un pannello di 96 farmaci oncologici con meccanismi d'azione diversificati è stato testato sia in monoterapia sia in combinazione con copanlisib (200 nmol/L). Lo screening ha impiegato molteplici metodi analitici: la variazione relativa del diametro degli organoidi, un sistema di punteggio visivo della risposta, la percentuale di organoidi eliminati per pozzetto e il confronto statistico rispetto al copanlisib in singolo agente. Navitoclax (ABT-263), un BH3-mimetico che inibisce BCL-2, BCL-xL e BCL-w, è emerso come il candidato principale in tutte le metriche di analisi.

La combinazione di navitoclax con inibitori di PI3K/mTOR è stata validata in un insieme completo di modelli preclinici. In vitro, la combinazione ha aumentato significativamente l'apoptosi (misurata tramite caspasi-3/7 clivata) nelle linee cellulari e negli organoidi di cancro colorettale con mutazione di *PIK3CA*, rispetto ai singoli agenti. In vivo, i modelli murini di xenotrapianto e i modelli murini geneticamente modificati trattati con navitoclax in combinazione con dactolisib, sapanisertib o copanlisib hanno mostrato una riduzione tumorale significativamente maggiore rispetto ai singoli agenti, con inibizione della crescita tumorale e regressione osservate nei gruppi in combinazione. La colonscopia murina ha confermato una riduzione dell'occlusione del lume negli animali trattati.

Per determinare quale membro della famiglia BCL-2 guidi la risposta, i ricercatori hanno testato inibitori selettivi: venetoclax (specifico per BCL-2) e WEHI-539 (specifico per BCL-xL). L'inibizione di BCL-xL ha riprodotto il potenziamento osservato con navitoclax, mentre l'inibizione di BCL-2 da sola non lo ha fatto, identificando BCL-xL come bersaglio primario. Gli studi condotti su organoidi tumorali derivati da pazienti (PDCO) su un pannello con profili mutazionali variabili hanno ulteriormente supportato questi risultati. In modo rilevante, i PDCO con mutazioni concomitanti di *KRAS* hanno mostrato una ridotta sensibilità alla combinazione, suggerendo lo stato di *KRAS* come potenziale biomarcatore di resistenza.

Questi risultati forniscono una solida base meccanicistica e traslazionale per la combinazione di inibitori di mTORC1/2 e BCL-xL nei tumori colorettali con mutazione di *PIK3CA*. Lo studio evidenzia lo screening ad alto rendimento basato su organoidi come potente strumento per l'identificazione di terapie di combinazione clinicamente applicabili, e indica gli inibitori selettivi di BCL-xL come potenzialmente preferibili al navitoclax per evitare la tossicità piastrinica on-target.