Áttekintő Tumorprogresszió és előrejelzése Dr. Győrffy Balázs 1. RAS + Erbb család 2. Érújdonképződés- VEGF 3. 4. Biomarkerek RAS Mellékhetások 5. Heterogenitás 6. Összefoglalás Citotoxikus vs. célzott terápia Célzott terápiás gyógyszerek (2013) 3,5 3,3 3 2,7 2,5 Milliárd USD 2 2 1,9 1,5 1,2 1 0,72 0,65 0,64 0,5 0 (Aggarwal, Nat Rev Drug Discov, 2010) Onkogén-addikció Weinstein: Addiction to Oncogenes--the Achilles Heal of Cancer Science, 2002 Tumor létrejöttének axiómája Onkogén aktiváció Tumorszuppresszor gének kikapcsolása = tumorok függősége egyetlen jelátviteli úttól = célzott terápia alapja RAS jelátvitel Hatások: Sejtosztódás serkentése +apoptózis elnyomása Anyagcsere átprogramozása Érképzés + áttétképzés Guptaet al, Nat. ReviewsCancer, 2011 1
RAS vs. sejtosztódás RAS vs. anyagcsere TGFβ: transforming growth factor-β p27: cyclin-dependent kinase inhibitor (CDKI) HK: hexokináz PFK: phosphofruktokináz LDH: lactose dehydrogenase TCA: tricarboxylic acid GLUT1: glukóz transzporter 1 TSC2: tuberin LKB1: liver kináz B1 HIF1α: hypoxia-indukált faktor 1α RAS vs. érképzés Angiogenetikus faktorok indukciója Makrofágok vonzása ECM: extracelluláris mátrix VEGFA: vascular endothelial growth factor A FGF2 : fibroblaszt növekedési faktor 2 JNK: JUN N-terminál kináz Proteázok kiválasztása upa: urokinase-típusú plasminogén activátor MMP2: matrix metalloproteinase 2 IL-6: interleukin-6 SCH51344 TIAM-1 RAC rho PAK Migráció és invázió anti-v: Vatalanib AMG706 Pazopanib Cediranib Magyarországon elérhető MST1 anti-ras: Tipifarnib, Lonafarnib, ISIS2503 FTI, FTS RASSF PTEN apoptózis Everolimus Temsirolimus Rapamycin CCI-779 transzláció AP23573 GFR (V,, c-met, c-kit, IGF1R) Sunitinib Sorafenib Erlotinib Lapatinib Gefitinib PKB/Akt TK Grb2 RAS PDK1 Sos shc HER mab: Cetuximab anti-vegf: Panitumumab Bevacizumab Trastuzumab Pertuzumab anti-raf: Sorafenib BAY43-9006 ISIS5132 XL281 LY294002 PI3K Wortmannin RAF PD0325901 RAL.GDS ARRY-142886 PD98059 AYD6244 PIP3 U0126 PD184352 MEK Ral UCN01 ERK/MAPK GF (VEGF, EGF, HGF, IGF-1) MEKK1 COX2 Caspase9 Bad TSC CD44 EGR1 mdm2 p21 Jun Myc Fos JNKK PGE2 KLF5 Rheb eef2 Cyclin D1 JNK/SAPK Proliferáció, invázió, túlélés Sejtciklus, proliferáció, differenciálódás apoptózis p70 S6kinase PHAS-1 Módosítva: Győrffy és Schäfer, Curr Cancer Drug Targets, 2010 Erbb család #1/3 Erbb Erbb család #2/3 Erbb Erbb1 () Erbb2 () Erbb3 Erbb4 Ligand ismert nem ismert ismert ismert TK domén van van nincs van Dimerizáció ligand kötés után folyamatosan ligand kötés után ligand kötés után Rák + + +? Heterodimerizáció Neratinib Baselga, NRC, 2009 2
Erbb Erbb család #3/3 Erbb3 kulcsszerepe a tumorok jelátvitelében Erbb3 + Erbb2 Erbb3 + c-met Erbb3 + Erbb3 > PI3K Erbb3 felülexpresszió többi Erbb tag gátlása esetén pld cetuximabrezisztencia mögött Pertuzumab human epidermal growth factor receptor 2 Emlő, gyomor, ovárium, tüdő és prosztata tumorokban IHC paraffinos mintán FISH microarray + trastuzumab (Herceptin) hatékonysága 25% + - ER+ 1,3 2,2 ER- 0,7 1,5 + emlőtumor IHC és antraciklin terápia Státusz N + 1536 Hatásos - Antraciklinterápia 3818 Nem hatásos GennariA, és mtsai. status and efficacyof adjuvant anthracyclinesin earlybreastcancer: a pooled analysisof randomizedtrials. J NatlCancer Inst100:14-20, 2008 KM + alapján GSE25066, n=507 Erbb2 és Erbb3 mint terápiás célpont I. Antitest-alapú kezelés Gyógyszer Célpont Hatás Indikáció Klinikai vizsgálat Trastuzumab (Herceptin) Erbb2 Erbb2 jelátvitel elnyomása Erbb2 stabilizáció Jelölés immunválaszhoz Erbb2+ emlőtumor, Gyomorrák Pertuzumab Erbb2 Dimerizáció gátlása Emlő T-DM1 Erbb2 Mikrotubulus-ellenes szer célbajuttatása II. TKI alapú kezelés (Emlő: 1998) (Gastric ca: 2010) Endometrium tu. (Emlő: 2012) Ovárium tu. (II. fázis) Emlő (Emlő: 2013) Gyógyszer Célpont Hatás Indikáció Klinikai vizsgálat Lapatinib (Tykerb) Erbb2, TKI Emlőtu. (kombinációban) Gyomor (fázis III.) NSCLC (fázis II.) Fej/nyak (fázis II.) CRC (fázis II.) 3
Célzott terápia + kemoterápia 1. Kemoterápia kezdete a célzott terápia befejezésekor? 2. ADC (Antibody Drug Conjugate) pld: MAB + cytotoxikusszer = T-DM1: csak 20% mh! cél: terápiás ablak bővítése: Erbb2 (+Erbb3) mint terápiás célpont antitest alapú gátlás dimerizáció gátlás kötés különböző doménekhez T-sejt aktiválás IC gyógyszerbevitel tirozinkináz gátlás monoterápia ADC szintergisztikus hatás Baselga, NRC, 2009 Trastuzumab adagolás Trastuzumab vs. gyomorrák Kezelés Más gyógyszer Hatás Ref. Adjuváns(postoperációs) Neoadjuváns(preoperációs) Kemoterápiával kombinálva relapszus50% csökkenése teljes túlélés növekedése Romond, NEJM, 2005 Kemoterápia után Piccart, NEJM, 2006 Monoterápia relapszus után Kemoterápiával kombinálva Kisebb válasz (65%) vs. kombináció (85%) Nishimura, Breast Cancer, 2008 még kevés adat Lazaridis, CROH, 2008 Bang YJ, és mtsai. Trastuzumab in combination with chemotherapy versus chemotherapy alone for treatment of -positive advanced gastric or gastro-oesophagealjunction cancer (ToGA): a phase 3, open-label, randomisedcontrolled trial, Lancet, 2010 vs. emlőrák Erbb2 terápiával szembeni rezisztencia ER negatív ER pozitív hiányzó expresszió truncated Erbb2 receptor PI3K aktiváló mutációk PTEN funkcióvesztés 4
microarry-on #1/3 Gong és mtsai, LancetOncol, 2007 Laborok közötti variabilitás (Rhode, JNCI, 2002) (Rudiger, Am J SurgPathol, 2002) beteg n=495 microarry-on #2/3 Próba Jelintenzitás Spearman átlag medián receptor státusz próba 216836_s_at 2253 668 0 74 1 00 210930_s_at 184 91 0 64 0 55 ERBB2: IHC, FISH Affymetrix HGU133A küszöb: 1150 microarry-on #3/3 Pontosság: 93% - mellékhatások 37% gátlók Microarray alkalmas meghatározásra 22% 21% ERBB2 határérték: 1150 @ 216836_s_at HASMENÉS BŐRTÜNETEK MUCOSITIS SZÍVELÉGTELENSÉG 4% Hatások: sejtosztódás,, invázió, áttétképzés fokozott expresszió = rossz prognózis fej-nyaki, petefészek-, méhnyak-, hólyag-és nyelőcsőrák: korreláció rossz prognózissal: 70% (52/74) gyomor, emlő, endometriális, colon tumorok: korreláció rossz prognózissal: 52% (13/25) 5
anti- mab@ mcrc #1/2 Gyógyszer Típus Indikáció Válasz Kombináció cetuximab (Erbitux) panitumumab (Vectibix) Humánegér mab Humán mab mcrc + KRAS- mcrc KRAS- 10% (+ mcrc) +chemo(eu) +irinotecan (US) Monoterápia rezisztens tumorokban anti- mab@ mcrc #2/2 PFS panitimumumabraadott válasz alapján KRAS vad mcrc betegekben: anti- mab@ NSCLC FLEX: phase III trial (Pirker, Lancet, 2009) Túlélés: 11,3vs. 10,1 hónap FDA: jóváhagyta EMA: nem hagyta jóvá! anti- mab + anti-vegf kombináció panitmumumab + bevacizumab + chemo (Hecht, JCO, 2009) cetuximab + bevacizumab + chemo (Tol, NEJM, 2009) fokozott toxicitás, rövidebb PFS Szerzett rezisztencia okai Másodlagos mutáció az útvonalon (Paoet al, PLoS Med, 2005) Kompenzációs útvonalak aktiválódása PI3K/ (Pillay et al, Neoplasia, 2009) Src(Kopetz, Gastrointest Cancer Res, 2007) cmet (Engelman et al, Science, 2007) IGFR (Wheeleret al, CancerBiolTher, 2009) ERBB család kombinált gátlása TKI-k hatása önállóan minimális (BriaAnn Oncol 2011; WheelerNRC 2010) GYÓGYSZER egfr erbb2 FDA rev/irrev Cetuximab X X Panitumumab X X Gefitinib X X REV Erlotinib X X REV Trastuzumab X X Pertuzumab X X Lapatinib X X X REV Afatinib X X - IRREV 6
Kombinált gátlás mechanizmus Csökkent jelátvitel Csökkent dimerizáció Jelfogók számának csökkentése ADCC (Tebbutt, Nat Rev Cancer, 2013) Kombinált gátlás: eredmények Antitest + TKI Kombináció ERBB cél Fázis Tumor Eredmény Év Cetuximab Trastuzumab + Erlotinib + Lapatinib ERBB2 III CRC Emlő 41% PFS+, RROS+ 2012 2010 Panitumumab + Erlotinib II Pancreas Nincs hatás 2011 Trastuzumab + Lapatinib + Paclitaxel ERBB2 III Emlő PFS+, 51% RROS+ 2010 2012 Trastuzumab Cetuximab + Erlotinib + Lapatinib + Paclitaxel ERBB2 III Emlő CRC 51% 41% RR 2012 Antitest + antitest(csak ERBB2!) Kombináció ERBB cél Fázis Tumor Eredmény Év Trastuzumab + Pertuzumab + Docetaxel (CLEOPATRA) Trastuzumab + Pertuzumab + Docetaxel (NEOSPHERE) ERBB2 III Her2+ áttétes emlő ERBB2 II Her2+ emlő Legjobb gátlás: jelátvitel maximális blokkolásával PFS: 18.5 hó vs. 12.4 hó RR: 46% vs. 29% 2012 2012 Kronoterápia 1/2 Glukokortikoid hatás: Kronoterápia 2/2 Alátámasztja: ritmus felborulása tumornövekedés (Greene, Cancer Lett, 2012) stresszes állapot tumorképződés (Hermes, PNAS, 2009) aktív fázis alatti kezelés jobban gátolja a tumornövekedést (Lauriola, Nat Comm, 2014) FAP: gyulladásellenes szerek gátolják a tumorképződést (Ulrich, Nat Rev Cancer, 2006) magok elpusztítása 2-3x gyorsult tumornövekedés (Filipski, JNCI, 2002) Lauriola, Nat Communication, 2014 -mellékhatások 72% gátlók Érújdonképződés gátlása 43% 19% 19% BŐRTÜNETEK HASMENÉS KÉZ-LÁB REAKCIÓ MUCOSITIS 7
Angiogenezis gátlása Ötlet: Folkman, NEJM, 1971 Első gyógyszer: Hurwitz, NEJM, 2004 Gyógyszer Célpont Indikáció Adagolás Bevacizumab VEGF mcrc Kombináció NSCLCL Emlő Kombináció Kombináció Sorafenib RTKI RCC Monoterápia HCC Monoterápia Sunitinib RTKI RCC Monoterápia VEGF VEGF-A (=VEGF), VEGF-B, VEGF-C, VEGF-D, PIGF Indukálja: hypoxia, citokinek, nemi és növekedési hormonok VEGF a legtöbb daganatban expresszált expresszió prognózis GIST PNET Monoterápia Monoterápia Axitinib Sok RCC Monoterápia VEGF és V Notch Delta LikeLigand4 jelátviteli út neuropilin (aktiváló koreceptor) transzkripció jelátvitel DII4 mrns Delta Like Ligand 4 notch receptor (notch1 és notch4) VEGF 10x erősebben köt, mint a V-2-höz, de a jelátvitel aktiválás nagyon gyenge nyirokerek képződése IC jelátvitel differenciáció proliferáció anti-dii4 gyógyszerek? endotélsejt Kerbel, NEJM, 2008 (Rák-őssejtek és az érképződés) Tumor őssejtek (Lapidot, Nature, 1994) őssejt: nagy tumorképzés sok tumorsejt de Ø őssejt: nincs tumorképzés Rezisztencia sűrű érellátású szövetek (pld. tüdő) már kifejlődött érellátás molekuláris rezisztencia: útvonalak redundanciája Bevacizumab kezelés -> PIGF+ (Willet, JCI, 2005) Sunitinib kezelés -> PIGF+, VEGF+ (Motzer, JCO, 2006) Sunitinibegérben -> SDF-1+, G-CSF+ (Natori, BBRC, 2002) 8
Mellékhatások - Angiogenezis-gátlók 42% 39% 38% 38% 32% 31% 24% 8% 7% SCH51344 anti-v: Vatalanib AMG706 Pazopanib Cediranib Magyarországon elérhető TIAM-1 RAC rho PAK migration and invasion MST1 anti-ras: Tipifarnib, Lonafarnib, ISIS2503 FTI, FTS RASSF PTEN apoptosis Everolimus Temsirolimus Rapamycin CCI-779 transzláció Sunitinib Sorafenib Erlotinib Lapatinib Gefitinib PKB/Akt Caspase9 Bad p70 S6kinase GFR (V,, c-met, IGF1R) TSC Rheb PI3K PIP3 CD44 PHAS-1 TK Grb2 RAS PDK1 Sos shc LY294002 Wortmannin PD98059 U0126 PD184352 COX2 PGE2 proliferation, invasion, survival UCN01 HER mab: Cetuximab anti-vegf: Panitumumab Bevacizumab Trastuzumab Pertuzumab anti-raf: Sorafenib BAY43-9006 ISIS5132 XL281 RAF MEK ERK/MAPK EGR1 mdm2 p21 KLF5 eef2 Cyclin D1 GF (VEGF, EGF, HGF, IGF-1) PD0325901 ARRY-142886 AYD6244 Sejtciklus, proliferáció, differenciáció RAL.GDS Ral MEKK1 Jun Myc Fos JNKK JNK/SAPK apoptosis #2/3 = mammalian target of rapamycin Gátlása hatékony: tüdő, vese és emlőrák 2 komplex a sejten belül: -raptor(torc1) -riptor(torc2) #3/3 RCC: 10,9 (Temsirolimus) hó vs 7,3 hó (interferon-a) - mellékhatások gátlók 78% 67% 60% 46% 40% 21% Glioblastoma multiforme: Temsirolimus, 65 beteg TTP (RFS) javulás: 1.9 vs. 5.4 hó (nem reagálós vs. reagálók) 9
Mutációk @ CRC Biomarkerek Mutáció korai esemény @ adenoma->karcinoma KRAS: 35-45% PI3K/PTEN: 20% BRAF: 15% (Barault, Int J Can, 2008) RAS izoformák mutációi Szövet HRAS KRAS NRAS Epevezeték 0% 31% 1% Emlő 1% 4% 2% Kp-i. ir. 0% 1% 1% Vér és nyirok.sz. 0% 5% 10% Vastagbél 0% 33% 2% Tüdő 0% 17% 1% Hasnyálmirigy 0% 57% 2% Nyálmirigy 15% 3% 0% Vékonybél 0% 20% 0% Felső légutak 9% 3% 3% Vizeletelvező rendsz. 11% 5% 2% Vese 0% 1% 0% Bőr 6% 3% 18% Gupta et al, Nat. Reviews Cancer, 2011 KRAS és BRAF mutációk Daganat típusa KRAS H-RAS N-RAS BRAF Hasnyálmirigy 60 (70-80)* 0 2 3 Colorectal 32 (45-50)* 0 3 14 (10-15)* Epevezeték 33 0 1 14 NSCLC (adenokarcinoma) 19 (35)* 1 1 2 Petefészek 17 0 4 15 Endometrial 15 1 0 1 Méhnyak 9 9 1 0 Hepatocellular 8 0 10 3 Myeloid leukemia 5 0 14 1 Pajzsmirigy 4 5 7 27 Emlő 4 0 0 2 Húgyhólyag 4 11 3 0 Malignant melanoma 2 6 18 43 (70)* Vese 1 0 0 0 Forrás: Schubbert, Nat Rev Cancer, 2007, zárójelesek forrása: Weinberg: The biology of cancer, 2007 KRAS vs. KRAS független prognosztikus tényező: Pro: Andreyev, JNCI, 1998 Kontra: Samowitz, Can Epidemiol Biomarkers Prev 2000, Ince, JNCI, 2005, Wang, Oncology, 200; Ogino, Gut, 2008 Amado, JCO, 2008 #1/3 KRAS mutáns: rosszabb terápiás válasz Cetuximab-ra: Karapetis, NEJM, 2008; Bokemeyer, JCO, 2008; Tejpar, JCO, 2008; Van Cutsem, JCO, 2008; Van Cutsem, NEJM, 2009. Panitumumab-ra: Amado, JCO, 2008. Panceasca: 90% RAS mutált - inhibitorok Ø hatás 10
Amado, JCO, 2008 #2/3 463 beteg Amado, JCO, 2008 #3/3 427 KRAS-meghatározás: DxSKRAS kit KRAS mutáns KRAS vad 184 mut 243 vad 84 RR=0% PFS=7,4 hét 124 100 RR=17% 119 PFS=12.3 hét 208 panitumumab 219 best supportive care 427 beteg KRAS ideális prediktív biomarker Mutációk a gén kis szakaszán Mutációk könnyen detektálhatóak Magas negatív prediktív érték (99% - Bokemeyer, JCO, 2008) Mellékhatások Folyamatos adagolás + több útvonal gátlása-> kumulatív Bőrgyógyászat On-target: kiütés - QoL Benignus és malignus epitheliális tumorok (BRAF) Kardiovaszkuláris On-target: hipertónia (V2 blokk -> vazokonstrikció) Reverzibilisek Balkamra-diszfunkció (oka?) Tromzbózis (oka?) Lipidanyagcsere ( inzulin receptor downstream) Hasmenés életveszélyes dehidráció! On target: terápiás hatással arányos Célzott terápiás mellékhatások mint hatás biomarkerei Progresszió Bőrtoxicás panitmumumab cetuximab Más útvonalak: IGFR, c-met, MAPK, Akt? Második mutáció /KRAS-ban? Multigénes markerek? Cutsem, JCO, 2007 Jonker, NEJM, 2007 11
Tumor heterogenitás vs. célzott terápia Heterogenitás Tumor-heterogenitás és célzott terápia #1/3 Intratumorheterogenitás = tumoron belüli genetikailag eltérő alpopulációk Rutin patológia: egy tumor több régiója mrcc vs. everolimus: Előtte Utána Heterogenitás Áttét #2 Áttét #1 Tumor-heterogenitás és célzott terápia #2/3 Nowell 1976 Mutáció: driver VAGY passenger Őssejt-modell Heterogenitás Tumor-heterogenitás és célzott terápia #3/3 Heterogenitás Keats, Blood, 2012: a beteg haláláért felelős klón alig volt jelen első diagnóziskor Sekulic, Pigm Cell Res, 2012: transzplacentáris melanoma klónok Következmény: Ritka, térben elkülönül klónok befolyásolhatják a prognózist Egy gyógyszer nem lesz elég a kezeléshez Költségek Összefoglalás Cetuximab 18 hét kezelés = 1.2 hónap túlélés növekedés ennek ára: 50k (=500k / +1 év túlélés) (QUALY) Scottisch Medicines Consortium 60 rákellenes gyógyszer átlagos QUALY = 0,1 de: trastuzmab(van biomarker): QUALY >2,0 Cetuximab: 35M/QUALY, Bevacizumab: 12-57M/QUALY 12
Magyaroszágonforgalmazott célzott terápiás gyógyszerek Hatóanyag Gyógyszer Cél Indikáció 2014-es fogyasztói ár Sunitinib Sutent TK RCC, GIST 1.445.214 Ft (30* 50mg) Sorafenib Nexavar TK RCC, HCC 1.000.496 Ft (200mg) Erlotinib Tarceva TK NSCLC, pancreas 565.418 Ft (30* 150mg) Bevacizumab Avastin VEGF NSCLC, BC, CRC, RCC 358.246 Ft (1* 16ml) Cetuximab Erbitux CRC (Ø forgalmazott) 273.314 Ft(1* 100ml) Trastuzumab Herceptin BC 169.883 Ft (1* 150mg) Panitumumab Vectibix CRC (Ø forgalmazott) 117.537 Ft(1*20ml) Everolimus Certican RCC 66.063 Ft(60* 0,75mg) Összefoglalás RAS jelátvitel Erbbcsalád ( / ) VEGF Monoterápia csak a betegek kis részénél hatékony -> kombinációs kezelések Mellékhatások! 13