HGF overexpression as a potential predictive marker of MET inhibitor in gastric cancer

Abstract

Cancer is the leading cause of death and gastric cancer (GC) is the second most common cancer in Korea. Recently, receptor tyrosine kinase (RTK) targeted agents are developing in many types of cancer including GC, however, HER2 targeting antibody, trastuzumab is the only approved drug in GC. Exploring other novel RTKs is progressed. MET is a proto-oncogene that encodes a protein known as hepatocyte growth factor receptor (HGFR), involved in proliferative, survival and invasive/metastatic abilities of cancer cells. MET has received considerable attention as a potential target for cancer therapy. However, there is no approved agent targeting MET in clinic. Onartuzumab, one of the most studied MET target agents in clinical trials, also failed in phase III to select proper patients with proper biomarker criteria. Exploring new biomarkers for the clinical success of MET inhibitor is needed. In this study, we investigated the predictive marker of Sym015, a mixture of 2 monoclonal antibodies against MET. First, we profiled MET and HGF status in 49 GC cell lines. Then, we screened the sensitivity of Sym015 and explored the factors that were associated with sensitivity. As a result, we observed that HGF overexpression cell lines were sensitive to Sym015. To demonstrate HGF overexpression as a predictive marker, gene silencing experiment was conducted with siRNA transfection followed by cell viability and invasion assay.

한국에서 위암은 발생률 2위의 흔히 나타나는 암 종이고 전 세계 암 사망의 수위를 차지하는 중요한 암이다. 최근 위암을 포함한 다양한 암 종에서 receptor tyrosine kinase (RTK)를 표적으로 하는 치료제들이 개발되고 있으며 임상시험에서도 효과를 보이고 있다. 하지만, 위암에서 임상적으로 효과가 입증 된 표적치료제는 HER2 표적치료제인 trastuzumab 뿐이라 새로운 표적의 발굴이 필요하다. 최근, 암세포의 survival, growth, invasion, metastasis등에 중요한 역할을 한다고 알려져 있는 MET을 표적으로 하는 치료제들이 개발되고 있고 전임상시험에서 효과를 보이고 있지만 최종적으로 임상시험을 성공한 치료제는 없다. 임상시험에서 가장 많이 연구 된 MET 표적치료제 중 하나인 onartuzumab 또한 정확한 biomarker의 기준을 잡아 환자를 선별하는데 어려움을 겪어 임상 3기에서 실패했다. MET 표적치료제의 임상에서의 성공을 위해 새로운 biomarker의 탐색이 필요한 시점이다. 본 실험에서는 현재 개발되고 있는 MET 표적치료제 중 하나인 Sym015를 통해 MET 표적치료제의 효과를 예측할 수 있는 marker를 찾아보고자 한다. 우선 49개 위암 세포주에서 MET의 status와 MET의 ligand인 HGF의 expression을 profiling했고 Sym015 sensitivity와 관련 지어 효과를 나타내는 factor들을 찾아보았다. 그 결과, HGF overexpression 된 세포주에서 Sym015가 sensitive한 것을 알 수 있었고 이를 증명하기 위해, HGF overexpression 세포주에서 HGF의 발현을 inhibition시킨 뒤 cell viability assay와 invasion assay를 수행하여 phenotype 및 관련 molecule의 변화를 확인했다. HGF를 knockdown 시킴으로써 Sym015에 의한 cell viability 및 invasiveness 억제 효과가 감소함을 확인하였다. 이로써 HGF overexpression이 Sym015의 효과를 예측할 수 있는 predictive marker로 가능성이 있음을 제시하고자 한다.