Biomarker kanker adalah alat penting dalam penelitian dan pengembangan obat, membimbing keputusan pengobatan dan meningkatkan keberhasilan terapi baru antibodi AKT1. Mereka diklasifikasikan sebagai biomarker terkait penyakit, yang membantu dengan penilaian risiko, diagnosis, pementasan, dan prediksi hasil, atau biomarker terkait obat, yang menginformasikan respons pengobatan dan prognosis. Dengan mengidentifikasi pasien yang paling mungkin mendapat manfaat dari terapi spesifik dan dengan memantau kemanjuran pengobatan dan efek samping, biomarker mendukung kemajuan pengobatan yang dipersonalisasi. Biomarker yang ideal mudah dideteksi, dapat direproduksi, hemat biaya, dan bermakna secara klinis dalam meningkatkan hasil pasien.
Salah satu jalur pensinyalan kunci pada kanker adalah jalur phosphoinositide 3-kinase (PI3K), juga dikenal sebagai jalur Akt/mTOR, yang mengontrol pertumbuhan sel, proliferasi, dan metabolisme. Aktivasi yang menyimpang dari jalur ini menyebabkan perubahan genetik, termasuk hilangnya penekan tumor PTEN dan, lebih jarang, mutasi gain-of-function dalam Pik3ca Dan Akt1.
Menargetkan jalur ini telah menyebabkan pengembangan beberapa biomarker kanker, termasuk antibodi AKT1, yang mewakili kelas baru alat terapeutik dan diagnostik.
Akt1: Struktur, Fungsi, dan Peran Onkogenik
Akt, juga dikenal sebagai protein kinase B, adalah serin/treonin kinase yang pertama kali diidentifikasi sebagai onkogen pada tahun 1987. Ini ada dalam tiga isoform: Akt1, AKT2, dan AKT3. Aktivasi AKT diprakarsai oleh molekul pensinyalan hulu fosfoinositide 3-kinase (PI3K), yang menghasilkan phosphatidylinositol-3,4,5-trisphosphate (PIP3) untuk memicu aktivasi AKT. Penekan tumor PTEN secara negatif mengatur jalur ini dengan mengubah PIP3 kembali menjadi phosphatidylinositol-4,5-bifosfat (PIP2), sehingga menghambat pensinyalan AKT.
Mutasi AKT1 E17K adalah perubahan onkogenik AKT1 yang paling umum pada kanker manusia dan telah dikaitkan dengan peningkatan sensitivitas terhadap terapi inhibitor AKT. Pada kanker payudara, mutasi AKT1 (E17K) hadir pada sekitar 6,3% kasus, terjadi lebih sering pada tumor tingkat rendah dan berpotensi bertindak sebagai pendorong utama pada subset pasien.
Sebaliknya, berbagai mutasi AKT1 somatik yang lebih jarang telah diidentifikasi, terutama pada kanker lanjut. Namun, signifikansi biologis dan implikasi terapeutik mereka masih kurang dipahami, dan data saat ini tidak cukup untuk menginformasikan manajemen klinis.
Akt1 sebagai target terapi
AKT adalah alat penting dalam kanker, menjadikan jalur PI3K/AKT fokus awal untuk pengembangan terapi yang ditargetkan. Menargetkan jalur PI3K/AKT adalah pendekatan strategis dalam pengobatan penyakit, tetapi inhibitor AKT tradisional menghadapi tantangan seperti resistensi dan efek off-target. Strategi yang lebih tepat, seperti menargetkan isoform AKT spesifik atau menggunakan inhibitor selektif mutan, dapat menawarkan peningkatan efektivitas dan keamanan. Selain itu, upaya berkelanjutan bertujuan untuk mengidentifikasi biomarker yang dapat diandalkan yang dapat memprediksi lebih baik pasien mana yang akan mendapat manfaat dari terapi yang ditargetkan AKT.
Para peneliti juga telah mengembangkan nanobodi yang secara khusus menargetkan isoform AKT1 atau AKT2, memungkinkan penyelidikan yang lebih tepat dari fungsi masing -masing. Beberapa nanobodi ini dapat memblokir interaksi antara AKT dan PIP3, langkah kritis dalam aktivasi AKT. Alat-alat ini mewakili kemajuan yang signifikan dalam mempelajari pensinyalan spesifik isoform dalam jalur AKT.
Untuk mempelajari ekspresi dan aktivasi spesifik isoform AKT, para peneliti memvalidasi antibodi menggunakan sel kanker usus besar HCT116 dengan sistem gugur AKT1 dan AKT2 yang ditargetkan. Antibodi spesifik AKT1- dan AKT2, termasuk yang menargetkan bentuk terfosforilasi, menunjukkan spesifisitas tinggi tanpa reaktivitas silang antara isoform. Selain itu, antibodi pan-Akt dan fosfo-Akt mengenali kedua isoform, dengan AKT1 menjadi kontributor utama untuk fosforilasi domain hidrofobik pada Ser473 dalam sel-sel ini.
Pengembangan dan Jenis Antibodi AKT1
Antibodi AKT1 dihasilkan dengan mengimunisasi hewan inang (seperti kelinci atau tikus) dengan peptida yang sesuai dengan daerah unik protein AKT1. Antibodi yang dihasilkan dapat berupa monoklonal atau poliklonal, masing -masing menawarkan keunggulan berbeda dalam spesifisitas dan sensitivitas. Antibodi monoklonal berikatan dengan epitop tunggal antigen sementara antibodi poliklonal berikatan dengan beberapa epitop dalam antigen.
Sebagai contoh, antibodi anti-Akt1 adalah antibodi poliklonal kelinci yang membantu di Western blotting, kromatin imunopresipitasi, dan imunohistokimia.
Antibodi AKT dapat difosforilasi atau tidak terfosforilasi. Dalam sebuah penelitian, para peneliti mengembangkan antibodi AKT1 yang ditandai TAT untuk menguji apakah peptida ini memungkinkan pengiriman yang efisien ke dalam sel manusia, menghasilkan varian terfosforilasi dan tidak terfosforilasi. Protein Akt1 ini, diekspresikan dalam E. colidimurnikan menggunakan afinitas, pengecualian ukuran, dan kromatografi pertukaran anion, dan fosforilasi pada Thr308 dikonfirmasi oleh western blot dan kromatografi cair spektrometri massa (LC-MS)/MS. Varian AKT1 terfosforilasi yang ditandai dan tidak terfosforilasi menunjukkan tingkat setara fosforilasi Thr308, tanpa fosforilasi yang terdeteksi pada Ser473.
Perspektif masa depan
Kemajuan dalam teknologi dan biologi tumor memperluas penggunaan diagnosis biomarker kanker, prognosis, dan pengobatan, menawarkan manfaat yang menjanjikan untuk perawatan pasien dan sistem perawatan kesehatan.
Meskipun antibodi AKT1 menunjukkan potensi yang cukup besar, mereka juga memberikan batasan tertentu. Oleh karena itu, validasi yang ketat dan standardisasi tes berbasis antibodi sangat penting. Untuk uji AKT1 immunohistochemistry (IHC) agar dapat secara klinis layak sebagai biomarker, protokol standar harus ditetapkan untuk memastikan reproduktifitas di seluruh laboratorium. Ini termasuk mendefinisikan sistem penilaian, membangun kontrol positif, dan menetapkan nilai cut-off untuk aktivasi AKT1 yang tinggi.