+ +

2001

Laboratorio de Biología Celular y Molecular del Cáncer Grupo Acreditado de Investigación Clínica y Traslacional en Cáncer

Instituto de Investigación Sanitaria La Fe

Jaime Font de Mora

Medicina de Precisión en Gliomas

Medicina de Precisión Concepto: Identificar las dianas específicas en cada paciente para

emplear el tratamiento más adecuado

Cariotipo molecular

Terapia dirigida contra la alteración genómica

Identificación de dianas

¿Cual es el mejor análisis metodológico inicial?

¿Cual es la mejor estrategia de identificación

de dianas?

Evidencias clínicas

FISH with EGFR probe (x100) H & E (x10)

+

+ NGS

2016

Glioma cell of origen

Primary GB EGFR PTEN P53 TERT

H3F3A, DAXX, P53, ATRX

Pediatric high grade gliomas

Pilocytic Astrocitoma Xanthoastrocytoma BRAF

IDH1-mutated gliomas

IDH1

Diffuse Astrocytoma Oligodendroglioma

Anaplastic Astrocytoma Anaplastic Oligodendroglioma

P53, ATRX LOH 1p, 19q, CIC, FUBP1

LOH 10q, Rb1, CDK4

PDGFRα, PTEN

Secondary GB

LOH 10q, Rb1, CDK4, P53

Low Grade Gliomas

Intermediate Grade Gliomas

i.e. Diffuse Midline Gliomas

Factores de crecimiento

Tirosina Kinasa

Receptores

Esteroides N R

Genes Diana

Grb2 Sos

Ras

MEK

MOS

MAPK

MKKs

JNKs

Jun

Cambios en la expresión de genes Receptores Nucleares

Raf

y de supervivencia

MAPK

Elk

Fos

MEKK

Mad:Max

Myc:Max

PI3K

PKC Akt

Akkα p70S6K

NF1

PTEN

NFκB

NFκB

IκB Jaks

Stat3, 5

Stat3, 5

Bcl

Bad

Mitocondria

Src

Citocromo C Caspasa 9

apoptosis

Ciclo celular (proliferación)

G1 S

G2 M

Integrinas

Cdc42

FAK

Fyn Shc

Abl

Cas

Crk

Rac

Rho

E2F

Rb

CycD:Cdk4

WNT

Frizzled

Disheveled

GSK-3β

APC β-catenina

β-catenina:TCF TCF

Citocinas FAS

FADD Caspasa 8

Bid

Factores de apoptosis

p53

SRF

PAK

Rutas de transducción de señales en la célula

Factores Fisiopatológicos

Factores

Genéticos

Factores relativos a Enfermedades

Estrogenos Progesterona

Citocinas Hormonas Factores de crecimiento, supervivencia, matriz extracelular IL-6, TNFα Otros PDGF, EGF, TGFα, IGF-I, Activinas

Factores Ambientales

BRCA1 BRCA2

p53 VHL APC1

Factores de crecimiento

Tirosina Kinasa

Receptores

Esteroides N R

Genes Diana

Grb2 Sos

Ras

MEK

MOS

MAPK

MKKs

JNKs

Jun

Cambios en la expresión de genes Receptores Nucleares

Alimentación Tabaco Ejercicio

Virus, otros Virus del Papiloma Humano → C. Cervix Epstein Barr → Linfomas Hepatitis B y C→ C. Hígado

Raf

y de supervivencia

MAPK

Elk

Fos

MEKK

Mad:Max

Myc:Max

PI3K

PKC Akt

Akkα p70S6K

NF1

PTEN

NFκB

NFκB

IκB Jaks

Stat3, 5

Stat3, 5

Bcl

Bad

Mitocondria

Src

Citocromo C Caspasa 9

apoptosis

Ciclo celular (proliferación)

G1 S

G2 M

Integrinas

Cdc42

FAK

Fyn Shc

Abl

Cas

Crk

Rac

Rho

E2F

Rb

CycD:Cdk4

WNT

Frizzled

Disheveled

GSK-3β

APC β-catenina

β-catenina:TCF TCF

Citocinas FAS

FADD Caspasa 8

Bid

Factores de apoptosis

p53

SRF

PAK

Etiología del cáncer

1. Ciclo celular e inestabilidad cromosómica.

Terapia dirigida al DNA y a la maquinaria de síntesis del DNA Terapia dirigida a la maquinaria de reparación del DNA.

2. Apoptosis (Terapia dirigida a promover la muerte de la célula tumoral)

3. Angiogénesis (Terapia dirigida contra la señalización de VEGF)

4. Rutas de transducción de señales Ras – Raf – MEK - MAPK PI3K – AKT – mTOR Citoquinas – JAK – Stat Wnt – β-catenina Shh – Gli1,2,3 Delta/Jagged – Notch - CSL Receptores nucleares (factores de transcripción) y sus coactivadores

5. Inmunoterapia

6. Metabolismo (IDH1, IDH2)

Terapia dirigida en cáncer

Fases de los ensayos clínicos • Los ensayos de Fase I determinan la seguridad de un nuevo

tratamiento (dosificación, vía) • Los ensayos de Fase II determinan si un cierto tipo de

cáncer responde a un nuevo tratamiento (eficacia, efectos 2º)

• Los ensayos de Fase III estudian si un nuevo tratamiento es mejor que el tratamiento estándar o habitual

• Los ensayos de Fase IV obtienen más información sobre un nuevo tratamiento cuyo uso ya ha sido aprobado en pacientes

+100%

+50%

+67%

+20%

+40%

+33%

+33%

+33% +20%

+20%

+20%

MTD

MTD

1/10 LD10

80% MTDadults 10% Lethal Dose (LD10)

Mice

Adults

Children

Smith M et al. J Clin Oncol 1996 Algorithm based Fibonacci

3+3 Rolling six

CRM Bayesian

EC fase I: escalada de dosis

MTD: dosis máxima tolerada

1. FARMACOS QUE DAÑAN EL ADN:

- AGENTES ALQUILANTES Mostazas nitrogenadas: ciclofosfamida, melfalán, clorambucil Alquilantes: Temozolomida, Busulfán Nitrosoureas: carmustine Varios: dacarbazina, mitomicina C

- ENLACES CRUZADOS A TRAVÉS DE COMPUESTOS DE PLATINO Cisplatino, carboplatino

- INHIBICION DE TOPOISOMERASA Topoisomerasa I: Irinotecan Topoisomerasa II: ATB antraciclínicos (doxorrubicina) Epipodofilotoxinas (etopósido)

CLASIFICACIÓN FARMACODINÁMICA

2. FARMACOS ANTIMETABOLITOS:

- ANTIFOLICOS METHOTREXATE - ANALOGOS DE LAS BASES PIRIMIDINICAS 5- FLUORACILO CITARABINA o ARABINOSIDO DE CITOSINA - ANALOGOS DE LAS BASES PURICAS 6- MERCAPTOPURINA

CLASIFICACIÓN FARMACODINÁMICA

3. FARMACOS ANTIMICROTÚBULOS:

- ALCALOIDES DE LA VINCA VINCRISTINA VINBLASTINA - TAXANOS PACLITAXEL, DOCETAXEL

CLASIFICACIÓN FARMACODINÁMICA

SCF

APC Ciclina D

Cdk4/6

Ciclina E Cdk2 Ciclina A

Cdk2

Ciclina A Cdk1

Ciclina B Cdk1

Punto de control (punto de restricción) Daño al ADN Tamaño celular

Punto de control Daño al ADN Siempre está activo

Punto de control Daño al ADN

Punto de control Huso ensamblado (Metafase) Cromosomas adecua- damente alineados

26S Proteasoma

p27Kip1

p21waf

p16INK4a

Terapia con punto de control defectuoso: Flavopiridol inhibe las Cdks

Flavopiridol en tumores de niños: NCT00012181 Fase I (cerrado pero sin resultados expuestos)

(Ribociclib) LEE011 : Tumores sólidos en adultos con mutación o amplificación en Cdk4 o Cdk6 NCT02187783 (Fase II)

Palbociclib: Glioblastoma recurrente Rb positivo NCT01227434 (Fase II): negativo

Ciclo celular (proliferación)

G1 S

G2 M

apoptosis

La célula cancerosa tiene un desequilibrio tanto en la proliferación celular como en la apoptosis

mayor proliferación celular

Menor muerte celular y …

MIB-1 (Ki67) marcador de actividad proliferativa en neoplasias malignas, con valor pronóstico.

Caspasa 3 activa marcador de célula apoptótica. Se emplea en investigación pero no en Anatomía Patológica por carecer de valor pronóstico

Daño genotóxico

p53

Bax

Bcl-2

citocromo c

Smac/DIABLO Procaspasa-9

Apaf-1

Procaspasa-3

caspasa-3 IAPs

Apoptosoma APOPTOSIS (muerte celular controlada)

p21WAF

• La sobreexpresión de p53 mutante se puede detectar por IHC.

• Tiene valor pronóstico y se relaciona con la resistencia a la quimioterapia con citotóxicos.

p53 Ki-67/Mib-1

Phase II NCT02340156 SGT-53 + temozolomide: GB Phase I NCT02354547 SGT-53 + ciclophosphamide/topotecan pediatric refractory solid tumors

Phase I NCT03107780 MDM2 Inhibitor AMG-232

Phase I NCT00004041 Ad5CMV-p53 gene Completed, No results posted

NCT01836549 (phase II) Imetelstat Sodium in Treating Younger Patients With Recurrent or Refractory Brain Tumors

La actividad telomerasa mantiene la longitud de los telómeros y hace que la célula cancerosa se

pueda replicar indefinidamente

NCT01836549 (phase II) Imetelstat Sodium in Treating Younger Patients With Recurrent or Refractory Brain Tumors

La actividad telomerasa mantiene la longitud de los telómeros y hace que la célula cancerosa se

pueda replicar indefinidamente

Resultado: demasiado tóxico para pacientes pediátricos con tumores recurrentes del SNC

DNA-damage repairing pathways Type of damage:

Repair pathway:

Repair enzymes:

Bulky adducts

Insertions & deletions

O6- alkylguanine

Nucleotide- excision

repair

Mismatch repair

Direct reversal

XP, poly-

merases

MSH2, MLH1

AGT

Base excision

repair

Single- strand breaks (SSBs)

PARP

Double- strand breaks (DSBs)

Recombinational repair

ATM BRCA

DNA-PK

HR NHEJ

Letalidad Sintética

Célula Precancerosa El daño al DNA

provoca la continua activación de la vía A AB

Apoptosis B

Célula Cancerosa La presión selectiva

causa la pérdida de la vía A, inestabilidad

genética, dependencia de la vía B

B

B pathway Inhibitor

Célula Normal Funcionamiento

completo de los sistemas de reparación

Supervivencia AB

AB

AB Disponibilidad de sistemas alternativos de reparación del DNA

NCT01514201 Fase I/II Veliparib, Radiotera-pia y Temodal: Gliomas Difusos de la Línea Media (Pontino)

p85 p110

Chk

GRB2

Ras SOS Ras

GTP

ERK/MAPK

MEK

Raf

Shc P

Cbl P

PI 3-Kinasa

HER2/EGFR

P

P

P P

Glucosa

Transporte de Glucosa

Crecimiento celular y Expresión de Genes Síntesis de

Proteínas

Síntesis de Lípidos y Glucógeno

Transcripción de Genes

S6 kinasa 70K

rab

Src

Akt

HER3

PDK1

tuberin RHEB

HIF1

mTOR

FOXO3A FOXO1A Transcripción de Genes

_

Tyr 887

Tyr 1221 Tyr 1222

Tyr 1248

Tyr 1112

Cys rich

Tyr 1023 P

P Tyr 1139 Tyr 1196

Ub Ub Ub

Ub

PI3K

P

P

P

P P

P

P

Inhibidores Isoprenilación

MEK162 Selumetinib Fase2, gliomas de bajo grado

Vemurafenib Dabrafenib

Ligands

PIP2 PIP3

AKT

mTOR

PI3K p85

p110

Growth Factor Receptor EGFR PDGFRα KIT

Blocking the Pathway

PI3K inhibitors (XL147, GDC-0941, PX-866, SF1126, BEZ235) AKT inhibitors

((Perifosine, MK-2206 GSK2141795, SR13668, XL418, GSK690693)

mTOR inhibitors (sirolimus, temsirolimus, everolimus, AP23573, AZD8055, OSI-027, palomid 529)

PTEN

Dianas terapéuticas en la ruta de señales de PI3K

TK inhibitors (imatinib, gefitinib, erlotinib)

Cytokines

JAK

(IL6, etc.)

JAK JAK JAK

P-Y― P-Y―

STAT STAT

―Y-P ―Y-P

P P

STAT

STAT

Nuclear Membrane

Proliferation and survival

Transcription of genes

WP1066 (CAS 857064-38-1) (STAT3 inhibitor)

Dianas terapéuticas en las señales de citocinas

P P

STAT

STAT

Fase I, tumores sólidos varios incluyendo gliomas de bajo y alto grado

La señalización de Notch está implicado en la interacción célula a célula

γ Secretasa RO4929097 (+Cediranib)

Inplicado en iniciación del tumor, progresión, angiogénesis y desarrollo de resistencia a terapia antiangiogénica dirigida contra vascular endothelial growth factor (VEGF)

Fase I, tumores varios incluyendo gliomas

Stem Cell Maintenance

Patched

(Sonic, Indian, or Desert)

Cell Membrane

Nuclear Membrane

Proliferation and survival

Hedgehog Gene Targets: GLI1, BCL2, SNAIL, etc

Gli

Angiogenesis

Inactive SMO

Activated Gli

SMO

SuFu Mutation

Mutation

Overexpression

Vismodegib (GDC-0449) Saridegib (IPI-926)

La señalización de Hedgehog (Hh) Hedgehog

Mutation

NCT01774253 Fase II Vismodegib y Temodal: Glioma Pontino refractario

NCT00980343 Fase II:GB

I. Inmunoterapia de péptidos

G. Finocchiaro et al. Discovery Medicine 2015

INMUNOTERAPIA EN CÁNCER

Ependimomas recurrentes: NCT01795313 Gliomas de bajo grado: NCT02358187 Gliomas pediátricos: NCT02358187

II. Inmunoterapia de célula dendrítica: Sobreexpresión de antígenos de célula cancerosa en

Células dendríticas y posterior implante en el paciente

leucoféresis

Monocitos

maduración

Células dendriticas

Lisado de tumor o péptido pp65 del CMV

Phase 3 Randomized, Double-blind, Controlled Study of ICT-107 in Glioblastoma. NCT02546102

APC (Célula presentadora de Antígenos)

Antígeno MHC (Complejo Mayor de Histocompa- tibilidad

Linfocito T

TCR (Receptor de célula T)

CD80 o CD86 CD28

CTLA-4 Ipilimumab

III. Terapia celular adoptiva: Reactivación del sistema inmune con

anticuerpos bloqueantes de CTLA-4 Aprobado por FDA para reducir el riesgo de recaída en melanoma

Ensayo clínico abierto para tratar gliomas junto con Nivolumab

IDH1 mutation P53 mutation

1p-19q deletion

EGFR Amplification or mutation PTEN deletion

Grade 2 Astrocytoma Secondary GB

Primary GB

Grade 2 Oligodendroglioma IDH1 mutation Glioma

Precursor Cell

Modified from Cohen et al. Curr Neurol Neurosci Rep (2013) 13:345.

Abstract 3116: AG-221 offers a survival advantage in a primary human IDH2 mutant AML xenograft model Kate Ellwood-Yen, Fang Wang, Jeremy Travins, Yue Chen, Hua Yang, Kim Straley, Sung Choe, Marion Dorsch, Sam Agresta, David Schenkein, Scott Biller, and Michael Su

Cancer Res October 1, 2014 74; 3116

IDH1 es una nueva diana terapéutica en gliomas

De: Metabolism unhinged: IDH mutations in cancer John R Prensner & Arul M Chinnaiyan Nature Medicine 17, 291–293 (2011)

R132H-IDH1 inhibitors (AG-120)

NCT02073994

FAK Src

Posiblemente la mejor opción terapéutica será una combinación de fármacos que dependerá de cada paciente

Sorafenib

AG-120

EGFR

Erlotinib Lapatinib Dacomitinib Gefitinib

PDGFRα

Imatinib Nilotinib Crenolanib

Cediranib Bevacizumab

Ras

Raf

Erk

PI3K

AKT

mTOR

Integrins Dasatinib

Gli

Hedgehog

Ptc

Smo

Saridegib Vismodegib

Perifosine

Sirolimus