In human evidence of the therapeutic efficacy of CDK4/6 inhibitors plus RANK pathway inhibition in triple negative breast cancer.

Abstract

Triple negative breast cancer (TNBC) isa subtypes of breast cancer (BC) that stands out by havingthe worst prognosis. TNBC poor prognosis is mainly because chemotherapy remains the standardof care for most cases , which are not susceptible to targeted therapies commonly used to treatother breast tumors, such as hormone therapy, anti HER2 therapy or cyclin dependent kinase 4/6inhibitors (CDK4/ 6i). CDK4/6i i n combination with endocrine therapy clearly improvedoutcomes in metastatic luminal BC; however, pre clinical studies suggested that CDK4/6i alonewould be ineffective in TNBC, where the retinoblastoma protein (Rb) pathway is frequentlydysregulated.The receptor activator of NFkB (RANK) pathway is involved in the breast carcinogenesis andassociated with BC aggressiveness and resistance to therapy , independently of subtype.Nevertheless, TNBC tumors are more often RANK positive, and RANK expression was found tobe significantly associated with worse relapse free survival (RFS ) and overall survival ( inthis setting . Previous studies from our laboratory have shown that RANK pathway is associatedwith intrinsic and acquired resistance to CDK4/6i in luminal BC and that RANK ligand inhibitors(RANKLi) can be used to treat and prevent such resistance. Moreover, we found that genetic orpharmacological inhibition of RANK pathway sensitizes TNBC cell lines to CDK4/6i, inparticular Rb proficient tumors, both in vitro and in vivoStemming from thesefindings, we aimed to identify the mechanism underlying the action ofRANKLi in combination with CDK4/6i in TNBC . In this work specifically, we used in vitro andin vivo models to evaluate drug response, and addressed the efficacy of RANK Fc, a RANKLinot previously investigated in this context . Moreover, we aimed to establish TNBC PDX modelsto be further studied for human evidence of RANKLi sensitization to CDK4/6i.Wefound that therapy induced senescence and epithelial to mesenchymal transition ( EMT ) werethe predominant characteristics of treated TNBC Rb proficient cell lines and tumors . We haveshown that RANK Fc effect was identical to previously tested RANKLi (OPG Fc), in terms ofinhibiting RANKL and increas ing the sensitivity to CDK4/6i in vitro and in vivo . Unfortunately,it was not possible to establish TNBC PDX models , which will be of great importance in futureexperiments as a closer alternative to the human model.

O cancro da mama triplo negativo (CMTN) é o subtipo de cancro da mama (CM) que se destaca por ter o pior prognóstico. Este mau prognóstico deve-se sobretudo ao facto de que o CMTN não é suscetível a terapias dirigidas, habitualmente utilizadas para tratar outras neoplasias da mama, como a terapia hormonal, a terapia anti-HER2 ou os inibidores das cinases dependentes da ciclina 4/6 (CDK4/6i), e por consequência, a quimioterapia continuar a ser o standard of care na grande maioria dos casos. Os CDK4/6i, em combinação com a terapia endócrina, melhoraram claramente a sobrevivência no CM luminal metastático, no entanto, estudos pré-clínicos sugeriram que os CDK4/6i seriam ineficazes como monoterapia no CMTN, onde a via da proteína do retinoblastoma (Rb) está frequentemente desregulada.A via do ativador do recetor de NFkB (RANK) está envolvida na carcinogénese da mama e associada à agressividade do CM e à resistência à terapêutica, independentemente do subtipo. Os tumores TN têm mais frequentemente expressão de RANK, associada a uma pior sobrevivência livre de recidiva e sobrevivência global. Estudos anteriores do nosso laboratório demonstraram que a via do RANK está associada à resistência intrínseca e adquirida aos CDK4/6i em CM luminal e que os inibidores do ligando do RANK (RANKLi) podem ser utilizados para tratar e prevenir essa resistência. Além disso, descobrimos que a inibição genética ou farmacológica da via RANK sensibiliza linhas celulares de CMTN para os CDK4/6i, em particular Rb-proficientes, tanto in vitro como in vivo.Com base nestes resultados, o nosso objetivo é identificar o mecanismo subjacente à ação dos RANKLi em combinação com CDK4/6i no CMTN. Neste trabalho, especificamente, utilizámos modelos in vitro e in vivo para avaliar a resposta aos fármacos, e abordámos a eficácia do RANK-Fc, um RANKLi não investigado anteriormente neste contexto. Além disso, o nosso objetivo foi também estabelecer modelos de xeno-enxertos derivados de doentes (PDX, patient-derived xenografts) de CMTN para posteriormente gerar evidências da sensibilização aos CDK4/6i mediada pelos RANKLi em amostras humanas.Neste estudo, a senescência e a transição epitélio-mesenquima (TEM) induzidas pela terapia foram as características predominantes identificadas nas células de CMTN (Rb-proficientes) tratadas. Observámos também que o efeito do RANK-Fc foi idêntico ao do RANKLi previamente testado (OPG-Fc), em termos de inibição do RANKL e de aumento da sensibilidade aos CDK4/6i in vitro e in vivo. Infelizmente, não nos foi possível estabelecer os modelos PDX de CMTN, que serão de grande importância em experiências futuras como uma alternativa mais próxima do modelo humano.