Targeting KRAS mutation in pancreatic cancer with the new ruthenium compound PMC79

Abstract

O adenocarcinoma ductal pancreático (PDAC) é a forma mais comum e mortal do cancro do pâncreas com uma taxa de sobrevivência de 5%, sendo um dos cancros mais resistentes ao tratamento convencional. Compostos à base de metais têm atraído atenção como potenciais agentes anticancerígenos. O PMC79, um composto à base de ruténio, desenvolvido pelo nosso grupo, demonstrou efeitos anticancerígenos em linhas celulares de cancro colorretal e pancreático com mutação em KRAS. Dada a elevada resistência do PDAC ao tratamentos com um único agente, a terapêutica combinada representa uma estratégia promissora para aumentar a eficácia terapêutica. O objetivo deste trabalho foi avaliar se os efeitos do PMC79 em combinação com a gemcitabina, explorando se o tratamento combinado apresenta um maior potencial anticancerígeno em células PDAC com mutação em KRAS bem como analisar o efeito do PMC79 no KRAS e nas suas moléculas a jusante, O tratamento combinado com gemcitabina e PMC79 reduziu significativamente a viabilidade celular, especialmente nas linhas celulares de PDAC com mutação em KRAS. Esta combinação também prejudicou de forma significativa a capacidade de formação de colónias, diminuindo tanto o número como o tamanho das colónias em comparação com os tratamentos individuais. A análise do ciclo celular demonstrou respostas distintas entre as diferente linhas com a combinação de gemcitabina e PMC79 a induzir uma paragem do ciclo celular na fase S em MIA PaCa-2 (KRASG12C) e PANC-1 (KRASG12DC), refletindo o efeito sinérgico dos dois compostos nestas linhas celulares. A combinação de gemcitabina e PMC79 induziu apoptose nas linhas celulares de PDAC com mutação em KRAS, particularmente em MIA PaCa-2 (KRASG12C) e Capan-2 (KRASG12D). Os nossos resultados da análise do efeito do PMC79 sobre KRAS e as moléculas de sinalização associadas, sugerem que o PMC79 exerce efeitos citotóxicos seletivos através da inibição de KRAS e da modulação das vias de sinalização a jusante, PI3K/AKT e MAPK/ERK, de forma dependente do tempo e da dose, em todas as linhas celulares de PDAC. De forma geral, a combinação de PMC79 e gemcitabina representa uma estratégia terapêutica promissora para PDAC com mutação em KRAS, potencialmente permitindo a utilização de doses mais baixas de gemcitabina e, consequentemente, a redução dos efeitos adversos associados. Esta abordagem poderá resolver um desafio clínico significativo e oferecer uma nova opção de tratamento para doentes com PDAC portadores de mutações em KRAS.

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is the most common and deadly form of pancreatic cancer with a survival rate of approximately 5%, being one of the most resistant cancers to conventional treatment. Metal-based compounds have attracted attention as potential anticancer agents. PMC79, a ruthenium-based compound developed by our group, has demonstrated selective anticancer effects in KRAS-mutated colorectal and pancreatic cancer cell lines. Given the high resistance of PDAC to single-agent treatments, combination therapy represents a promising strategy to increase therapeutic efficacy. The aim of this work was to assess the effects of PMC79 in combination with gemcitabine, exploring if the combined treatment exhibits increased potential anticancer effect in KRAS-mutated PDAC cells and evaluate the effect of PMC79 in KRAS and its downstream molecules. Combined treatment with gemcitabine and PMC79 significantly reduced cell viability, particularly in KRAS-mutated PDAC cell lines. This combination also impaired significantly colony formation ability, decreasing both the number and size of colonies compared to individual treatments. Cell cycle analysis revealed distinct responses among cell lines, with the combination of gemcitabine and PMC79 inducing an S phase cell cycle arrest in MIA PaCa-2 (KRASG12C) and PANC-1 (KRASG12D), reflecting the synergistic effect of the two compounds s in these cell lines. The combination of gemcitabine and PMC79 induced apoptosis in KRAS-mutant PDAC cell lines, particularly in MIA PaCa-2 (KRASG12C) and Capan-2 (KRASG12D) Our results on the analysis of the effect of PMC79 on KRAS and KRAS signalling molecules suggest that PMC79 exerts selective cytotoxic effects by inhibiting KRAS and modulating downstream signalling pathways, PI3K/AKT and MAPK/ERK, in a time and dose-dependent manner in all PDAC cell lines Overall, these results suggest that the combination of PMC79 and gemcitabine represents a promising therapeutic strategy for KRAS-mutated PDAC, potentially allowing the use of lower gemcitabine doses and thereby reducing associated adverse effects. This approach could address a significant clinical challenge and offer a novel treatment option for patients with PDAC harbouring KRAS mutations.