Investigation of the co-operativity of mutations in the mitogen-activated protein kinase (MAPK) pathway in cutaneous melanomas

La voie de signalisation RAS-RAF-MEK-ERK de la protéine kinase activée par les mitogènes (MAPK) régule la croissance et la survie cellulaire. Le RAS actif s’associe avec les kinases RAF (A-,B-,C-), et les recrute à la membrane, favorisant la formation des homo- et des hétérodimères entre les membres de la même famille ou d'autres kinases. Cela mène ultérieurement à la phosphorylation et à l'activation des kinases MEK1/2 et ERK1/2 en aval. NF1 encode pour une protéine activant la RAS GTPase (RAS-GAP) qui régule négativement la voie de signalisation MAPK en facilitant l'hydrolyse du RAS-GTP actif en sa forme RAS-GDP inactive. Les mutations de la voie MAPK sont présentes dans le mélanome cutané. Les mutations activatrices BRAF (p.V600), NRAS (p.G12/G13/Q61) et mutations perte de fonction (LoF) dans la NF1 sont observées chez environ 50%, 25% et 15% des patients atteints de mélanome cutané, respectivement. BRAF p.V600E/K/R soient les mutations MAPK les plus fréquemment observées dans le mélanome cutané, environ 15% des patients présentent des mutations non-p.V600. Des études ont classé les différents mutants de BRAF en fonction de leurs propriétés biochimiques. Les mutations BRAF p.V600 de classe I ne nécessitent pas d'activation par RAS et se signalent en tant que monomères, tandis que les mutations BRAF non-p.V600 peuvent être en deux classes. Les mutants de classe II ont une activité kinase élevée et signalent sous forme de dimères indépendants de RAS, tandis que les mutants de classe III ont aucune activité kinase ou ont une faible activité kinase et signalent sous forme de dimères dépendants de RAS. Ainsi, les mutants de classe III coexistent avec des altérations génétiques qui activent le RAS, telles que la perte de NF1 ou des mutations activatrices du NRAS. Un nombre de schémas thérapeutiques d'inhibiteurs de BRAF/MEK combinés qui sont approuvés par la FDA, notamment l'encorafenib/binimetinib, produisent des avantages significatifs en termes de survie pour les patients atteints d'un mélanome avec une mutation BRAF p.V600. Malheureusement, les stratégies thérapeutiques ciblées pour les mélanomes BRAF non-p.V600, NRAS et NF1 mutants restent limitées.Dans cette thèse, je présente quatre nouveaux contributions de connaissances aux domaines de recherche sur le mélanome et la voie de signalisation MAPK. Tout d'abord, nous avons découvert, que la perte de NF1 apparait plus fréquemment avec les mutations BRAF de classe III non-p.V600 que prévu par hasard dans les échantillons de patients atteints de mélanome. Nous soupçonnons que cette preuve de pression de sélection pour la cooccurrence des mutations BRAF non-p.V600 de classe III et NF1 LoF est observée dans le mélanome parce que ce sont toutes deux des mutations MAPK faiblement activatrices. Deuxièmement, nous présentons des données que les mutants BRAF non-p.V600 peuvent signaler en tant que monomères et dimères dans un contexte de perte de NF1. Cette idée a contribué à notre troisième contribution sur le terrain. Les inhibiteurs de BRAF présentement approuvés par Santé Canada et la FDA qui sont utilisés pour traiter les patients avec mutations BRAF p.V600, classés comme inhibiteurs de type I1/2, peuvent cibler à la fois les mutants BRAF monomériques et dimériques à des doses plus élevées. Nous démontrons que les inhibiteurs de BRAF de type I1/2 en combinaison avec l'inhibition de MEK réduisent significativement la viabilité cellulaire et la croissance tumorale dans des modèles de xénogreffes de mélanomes mutants BRAF non-p.V600 et NF1 LoF concomitantes. Ces résultats appuient l'investigation future de ces inhibiteurs de MAPK déjà approuvés pour le traitement des mélanomes avec mutations BRAF non-p.V600 et NF1 LoF concomitantes. Quatrièmement, nous démontrons que les inhibiteurs pan-RAF de type II de nouvelle génération, dont certains sont actuellement en essais cliniques, réduisent considérablement la viabilité des lignées de mélanome BRAF non-p.V600, NRAS et NF1 mutant

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