Farmacogenòmica somàtica en el càncer | la revista farmacogenòmica

Farmacogenòmica somàtica en el càncer | la revista farmacogenòmica

Anonim

Resum

Molts dels exemples inicials de la utilitat clínica de la farmacogenètica van ser dilucidats en el camp de l’oncologia. Aquests exemples es basaven en gran part en l'existència d'una variació genètica de línies germinals que influeix en el metabolisme dels medicaments citotòxics. Tot i això, amb el desenvolupament d’inhibidors de la cinasa, fàrmacs dissenyats per orientar-se preferentment a proteïnes alterades que impulsen l’oncogènesi, la farmacogenètica del càncer s’ha transformat a comprendre les diferències somàtiques que determinen la resposta a aquests agents objectiu. Cada vegada és més clar que comprendre la genètica molecular del càncer portarà a un desenvolupament més de terapèutiques dirigides. Per tant, és imprescindible que els investigadors en farmacogenòmica entenguin les motivacions i els reptes del desenvolupament de teràpies dirigides per tractar el càncer com a paradigma de la medicina personalitzada. Tot i això, bona part de la discussió a la comunitat farmacogenòmica en matèria de càncer encara es centra principalment en les variants germinals com a predictors de la toxicitat de medicaments. A la vista d’aquest fet, aquesta revisió presenta una discussió detallada sobre el desenvolupament de teràpies dirigides d’ús comú per al tractament de tumors hematològics i sòlids, les mutacions somàtiques que determinen la resposta a aquestes teràpies i els mecanismes de resistència als fàrmacs.

Introducció

La farmacogenomia és l’estudi de la genètica de la resposta interindividual als fàrmacs i té com a objectiu la subconjunció molecular dels pacients per a una teràpia més eficaç. 1 El camp de la farmacogenòmica és especialment important en l’oncologia, on la majoria dels fàrmacs que s’utilitzen clínicament tenen una finestra terapèutica estreta, és a dir, la diferència entre la dosi necessària per aconseguir l’efecte terapèutic desitjat i la causant de la toxicitat és petita. 2 Per tant, el coneixement de les variacions genètiques, heretades o adquirides, que poden predir una resposta diferencial a la quimioteràpia contra el càncer és clau per a una teràpia personalitzada. Les variacions genètiques en l’efecte farmacològic es classifiquen en dos grups: els deguts a factors farmacocinètics o farmacodinàmics. Els factors farmacocinètics que influeixen en l’efecte farmacològic impliquen l’absorció, distribució, metabolisme i excreció del fàrmac. En canvi, els factors farmacodinàmics que influeixen en l’efecte del medicament impliquen el transport del medicament a la cèl·lula i la interacció del medicament (lligand) i el seu objectiu (s). 3

Molts dels exemples inicials de farmacogenòmica de la quimioteràpia contra el càncer es centren en comprendre les diferències interindividuals heretades (línia germinal) relacionades amb el metabolisme dels medicaments (taula 1). 2, 4, 5, 6, 7 Tanmateix, també hi ha exemples en què les mutacions (somàtiques) adquirides dins de l’ADN del tumor prediuen la resposta a la quimioteràpia del càncer. L’elucidació de les xarxes de transducció del senyal que impulsen la transformació neoplàstica ha donat lloc a terapèutiques del càncer dissenyades racionalment que apunten a anormalitats moleculars específiques. Aquests terapèutics dirigits, a diferència dels quimioteràpics tradicionals contra el càncer citotòxic, no tenen índexs terapèutics estrets i, per tant, tenen efectes secundaris menys severs. Els efectes secundaris menys greus experimentats mitjançant la presa de teràpies dirigides és com a conseqüència de la seva major afinitat per inhibir l’activitat d’alteracions somàtiques de la cinasa (s) objectiu (s) presents en l’ADN del tumor però absents dins de la línia germinal. A més, les terapèutiques dirigides, a diferència de la quimioteràpia citotòxica tradicional estan disponibles en formes de dosificació oral per a una millor administració.

Taula completa

Molts dels agents terapèutics objectiu actualment coneguts són inhibidors de la proteïna quinasa. Les cinases són components clau de les vies de senyalització cel·lular implicades en la transformació neoplàstica. Els gens que codifiquen les proteïnes kinases sovint s’expressen o s’activen a causa de mutacions o reordenaments cromosòmics en tumors humans. Els inhibidors de la cinasa es dissenyen com a mimetics de l'adenosina trifosfat (ATP) i per tant competeixen amb l'ATP per unir-se al lloc actiu. 8 Quan s'uneixen al lloc actiu de la cinasa (s) putativa, els inhibidors de la cinasa redueixen l'activitat de la proteïna cinasa activada, reduint la unitat oncogènica cel·lular i induint la regressió del tumor. Curiosament, només un subconjunt de pacients responen a aquestes teràpies dirigides i la seva resposta es regeix per la presència d'alteracions somàtiques específiques de la cinasa objectiu que estan presents dins l'ADN del tumor, però absents dins de la línia germinal. En aquesta revisió, he destacat els exemples més habituals en què les mutacions somàtiques dins del DNA del tumor determinen la resposta clínica als inhibidors de la cinasa (taula 2).

Taula completa

Inhibidors BCR-ABL, KIT, PDGFR kinasa

El primer exemple de l’èxit de les teràpies dirigides a molècules petites en el tractament del càncer es demostra amb imatinib, el primer inhibidor de la petita molècula cinasa aprovat per a ús clínic que s’adreça a la regió de la proteïna tirosina quinasa de la proteïna (BCR) -ABL. leucèmia mieloide crònica (LMC). La proteïna BCR-ABL resulta de la fusió de la proteïna BCR i de la proteïna no receptora tirosina cinasa ABL resultant d’una translocació cromosòmica recíproca t (9; 22) produint un cromosoma 22 escurçat, anomenat cromosoma Philadelphia (Ph). La proteïna de fusió resultant té una activitat constitutiva de la tirosina quinasa que permet l'activació de diverses vies de senyalització com Ras, PI3K-Akt i Jak-STAT que condueixen a la proliferació i supervivència cel·lular. 9 La proteïna BCR-ABL s’associa predominantment no només amb CML sinó també amb leucèmia limfoblàstica aguda. 9 Imatinib funciona unint i estabilitzant una conformació inactiva de la proteïna cinasa BCR-ABL. 10, 11 Com que imatinib també té especificitat pel receptor del factor de creixement derivat de les plaquetes, el polipèptid α (PDGFRA) i la proteïna kinasa KIT, també s’utilitza en el tractament de malalties malignes associades a formes desregulades d’aquestes proteïnes. 11

Tot i que la resposta inicial a imatinib és dramàtica, es produeix una falla de tractament ràpidament. Com és el cas del tractament de pacients amb LMC amb imatinib, els pacients experimenten inicialment una remissió citogenètica i hematològica completa. Tanmateix, perquè l'imatinib no esgota les cèl·lules mare leucèmiques que alberguen la proteïna de fusió BCR-ABL, 12 pacients desenvolupen resistència a imatinib, particularment en les fases avançades de la leucèmia limfoblàstica aguda LMC i Ph-positiva (ALL). 13 Els mecanismes de resistència a imatinib inclouen l'amplificació BCR-ABL i la sobreexpressió de l'ARNm i la proteïna. 14, 15 Tot i això, el mecanisme de resistència més comú és l’adquisició de mutacions puntuals somàtiques dins del domini cinasa del gen ABL . 16 La primera mutació puntual identificada com associada a la resistència a imatinib va ​​ser T315I. 16 L’estructura de cristall d’un analògic d’imatinib lligat al domini ABL kinasa va revelar que el residu T315 era crucial per a la interacció entre imatinib i ABL. També es va trobar que una mutació diferent al residu T315 (T315V) conferia activitat cinasa constitutiva a ABL i era menys sensible a imatinib en comparació amb ABL de tipus salvatge. 18 La mutació del punt T315I deteriora la unió imatinib reduint la inhibició de l'ABL.

Hi ha més de 50 mutacions puntuals diferents en ABL que estan associades a la resistència a imatinib. Tanmateix, la majoria són residus rars i sis d’aminoàcids (Gly250, Tyr253, Glu255, Thr315, Met351 i Phe359) fins al moment representen entre el 60 i el 70% de les mutacions resistents als imatinib. S'ha demostrat que dos dels mutants ABL més freqüents, Y253F i E255K, tenen un potencial transformador in vitro elevat. 13 Aquesta constatació in vitro és coherent amb les troballes clíniques que mostren que les mutacions del bucle P com ara Y253F i E255K estan associades a una major probabilitat d’avançar cap a la crisi explosiva i una supervivència global més curta en pacients tractats amb imatinib. Un altre mutant ABL, T315I, es troba generalment en pacients amb LMC avançada i preveu una pitjor supervivència global en comparació amb altres mutacions ABL en pacients amb teràpia amb imatinib. 20

Les mutacions puntuals amb BCR-ABL resistents als fàrmacs es poden trobar en CML imatinib-naïve o es poden adquirir durant el tractament amb imatinib. La resistència a imatinib adquirida implica la reemergència de l'activitat de la tirosina quinasa de BCR-ABL. 21 Això suggereix que la proteïna mutant BCR-ABL és encara un objectiu viable d'inhibició per inhibidors de molècules petites. 21, 22 Amb aquesta finalitat, s’han dissenyat inhibidors de la segona generació d’ABL kinasa i han demostrat que inhibeixen el creixement de la majoria de formes mutants de BCR-ABL resistents a imatinib. Un d'aquests medicaments, el nilotinib, va ser dissenyat específicament per orientar-se a formes resistents a l'imatinib de BCR-ABL i és aproximadament 30 vegades més potent que l'imatinib com a inhibidor de l'ABL. 13 Els assaigs de fase I i II de nilotinib en pacients amb LMC resistent a imatinib en totes les fases de la malaltia i en pacients amb TODA positiva Ph demostren una resposta clínica significativa al nilotinib. El Nilotinib també inhibeix la proteïna kinases KIT i PDGFRB i per tant es pot utilitzar per al tractament de malalties malignes que contenen formes mutants d'aquestes proteïnes. Un altre inhibidor de la ABL cinasa de segona generació que demostra activitat contra la resistència a imatinib és el dasatinib. Dasatinib, tot i que no està dissenyat específicament per orientar-se a formes resistents als imatinib de BCR-ABL, és un potent inhibidor de BCR-ABL, de les famílies Src cinases, KIT i PDGFR. 25, 26 En contrast amb imatinib i nilotinib, dasatinib s'uneix a la conformació activa de la cinasa ABL. 27 A partir de dades prometedores sobre assaigs de fase I i II de dasatinib, en pacients amb LMC resistents a imatinib i amb TOTS positius amb Ph-positiu, es va aprovar recentment als Estats Units i Europa per al tractament d’adults en totes les fases de CML. amb resistència a la imatinib o intolerància. 28 Dasatinib també es va aprovar per al tractament de pacients amb TODA positiva amb resistència a imatinib o intolerància. 29

Com que l'imatinib també té especificitat per a les proteïnes KIT i PDGFRA, s'utilitza per tractar tumors gastrointestinals (GISTs) que alberguen formes mutants d'aquestes proteïnes. La majoria de GIST porten mutacions de tirosina quinasa receptor KIT oncogènic o PDGFRA. 30 Les mutacions de guany de funció de KIT o PDGFRA són esdeveniments primerencs en oncogènesi GIST i condueixen a l’activació de la proteïna quinasa activada per mitogen (MAPK) i del transductor de senyal i activador de vies de senyalització de transcripció (STAT) implicades en la proliferació cel·lular i supervivència, respectivament. 31 Imatinib, un potent inhibidor de la senyalització KIT, recentment s’ha convertit en un tractament de primera línia del GIST metastàtic després d’ estudis in vitro que suggereixen un potencial terapèutic per a imatinib en una línia cel·lular GIST humana. 32 Abans del tractament amb imatinib, la resecció quirúrgica de GIST localitzat primari era l’única possibilitat de curar. 33 Els GIST es van mostrar refractaris a la quimioteràpia i la radiació estàndard. La recurrència de la malaltia era certa, amb una previsió de supervivència de cinc anys del 30%. Els assaigs prospectius d’imatinib en GIST metastàtiques han demostrat que aproximadament el 80% dels pacients respondran a imatinib i aconseguiran malalties estables. 35, 36 A més, el 70% dels pacients amb GIST metastàtic tindrà, almenys, una supervivència lliure de malaltia de dos anys i el 50% estarà lliure de progressió de la malaltia. 37

Com és el cas de la resposta CML i imatinib, mutacions específiques de KIT i PDGFRA en GISTs prediuen la resposta a imatinib. Les mutacions del KIT es produeixen fins a un 90% de les GIST i la resposta clínica a imatinib depèn, almenys en part, de la presència de mutacions KIT específiques. 38 mutacions del KIT exon 11 es troben en el 75% de GISTs i donen com a resultat l’abrogació de l’autoinhibició juxtamembrana de la kinasa KIT. 39 Els pacients amb mutacions KIT d’ exon 11 presenten una taxa de resposta més alta al tractament amb imatinib i més temps fins a la fallada del tractament en comparació amb altres mutacions KIT o PDGFRA . 40 Els pacients sense mutació de KIT o PDGFRA detectables responen amb menys freqüència al tractament amb imatinib en comparació amb mutants KIT exon 11. Tot i això, fins a un 39% dels pacients sense mutacions KIT o PDGFRA responen a imatinib. A més, els pacients amb una mutació exona rara de 13 KIT o amb una mutació exon 17 de PDGFRA poden respondre a imatinib. 40 Aquestes dades suggereixen que el tractament amb imatinib hauria de ser considerat per a tots els pacients GIST, independentment de l’estat de mutació de KIT o PDGFRA . 40 L’única excepció poden ser els pacients amb mutació primària resistent a imatinib de PDGFRA (D842V). 40

La majoria dels pacients amb GIST metastàtic desenvoluparan resistència a imatinib. Els mecanismes de resistència més comuns consisteixen en l’adquisició de mutacions d’exon 13, 14 o 17 KIT secundàries que prohibeixen la unió d’imatinib. 40 Algunes d'aquestes mutacions secundàries són intrínsecament resistents als imatinib, com la substitució V654A que es fa freqüentment. Tanmateix, altres mutacions, com les que afecten el residu N822, són intrínsecament sensibles a imatinib, però estan associades a la resistència clínica a imatinib quan coincideixen amb una mutació Exon 11 KIT . 42

Per tant, és crucial desenvolupar inhibidors més potents de KIT i PDGFRA per superar la resistència a imatinib. Sunitinib, un inhibidor del KIT, PDGFRA, de la tirosina quinasa relacionada amb fms (FLT3) i del receptor 2 del factor de creixement endotelial vascular (VEGFR2), ha estat aprovat recentment per al tractament de GIST resistent a imatinib i pacients incapaços de tolerar el tractament amb imatinib. En un assaig aleatori de sunitinib en fase III aleatòria en pacients que havien avançat en teràpia amb imatinib, es va trobar que sunitinib va ​​allargar el temps mitjà fins a la progressió del tumor en comparació amb el placebo. No obstant això, sunitinib només proporciona un benefici temporal per a pacients amb GIST resistent als imatinib, per la qual cosa calen més opcions terapèutiques. Estudis preclínics en línies de cèl·lules GIST han demostrat que el tractament amb inhibidors de proteïnes de xoc tèrmic 90 va derivar en la degradació de l'oncoproteïna KIT i, per tant, pot ser de benefici en GIST resistent als imatinib. 45

Inhibidors de la cinasa ERBB2

Un altre exemple de l’èxit de les teràpies dirigides en el tractament del càncer és el del trastuzumab, un anticòs monoclonal contra la leucèmia v-erb-b2 onucogeni oncogeni viral oncogeni homolog 2 (ERBB2) que es va desenvolupar per tractar pacients amb càncer de mama els tumors dels quals sobreexpressen la proteïna. L’amplificació i la sobreexpressió de la proteïna tirosina quinasa de la proteïna ERBB2 es produeix en aproximadament el 30% dels càncers de mama metastàtics i condueix a una senyalització aberrant a través de les vies PI3K i MAPK, que generen proliferació cel·lular i evasió d’apoptosi. 46 ERBB2 amplificat en càncer de mama mostra correlacions clíniques amb la recaiguda anterior i la supervivència global més curta. 47 Per tant, un medicament, trastuzumab que podria orientar-se a la proteïna ERBB2 en aquests càncers, podria augmentar la supervivència. Trastuzumab va ser el primer medicament basat en genètica aprovat per a la teràpia contra el càncer. 48 A diferència dels inhibidors de la petita molècula cinasa, que s’administren per via oral, el trastuzumab, un anticòs monoclonal, s’administra per via intravenosa. Trastuzumab és actiu com a agent únic després de fallar altres esquemes de quimioteràpia. 49 Tot i això, la resistència primària a la monoteràpia amb trastuzumab es produeix en aproximadament un 66-88% dels ERBB2 que sobreexpressen tumors de mama metastàtics. 50, 51 Trastuzumab amb quimioteràpia adjuvant (paclitaxel o docetaxel) millora significativament la supervivència lliure i lliure de malalties en pacients amb càncer de mama amb sobreexpressió ERBB2 en fase inicial en comparació amb la monoteràpia de trastuzumab. 52, 53, 54

Invariablement, la majoria dels pacients que aconsegueixen una resposta inicial a règims basats en trastuzumab desenvolupen resistència en un any. 49 Els mecanismes de resistència (primaris o adquirits) no han estat completament dilucidats, però hi ha nombrosos mecanismes proposats. Elucidar els mecanismes moleculars subjacents a la resistència primària o adquirida al trastuzumab és fonamental per millorar la supervivència dels pacients amb càncer de mama metastàtics els tumors dels quals sobreexpressen ERBB2. 55

S'ha demostrat que la modificació de la senyalització a baix de ERBB2 proporciona resistència primària al trastuzumab. La senyalització ERBB2 activa la ruta de senyalització PI3K. S’ha demostrat que l’activitat constituent de PI3K / AKT inhibeix l’aturada i l’apoptosi del cicle cel·lular mediada per trastuzumab. 56 Una línia de cèl·lules de càncer de mama que sobreexpressa ERBB2, BT474, resistent al trastuzumab tenia nivells elevats de AKT fosforilats en comparació amb la línia parental. 57 Les cèl·lules resistents eren sensibles a un inhibidor de les molècules petites de PI3K. 57 Els pacients amb deficiència de fosfatasa i tensió homolog (PTEN), els tumors de mama amb sobreexpressió ERBB2 tenen una resposta més pobra a la teràpia basada en trastuzumab. 58 Posteriorment, es va demostrar que en les cèl·lules deficients amb fosfatasa i tensin homolog (PTEN), els inhibidors de PI3K van rescatar la resistència al trastuzumab in vitro i in vivo . Per tant, la pèrdua de PTEN pot servir de predictor de la resistència al trastuzumab i els inhibidors de PI3K poden ser teràpies potencials en tumors resistents al trastuzumab PTEN-nuls. 49

S’estan utilitzant noves estratègies terapèutiques per superar la resistència al trastuzumab. Pertuzumab és un anticòs monoclonal ERBB2 que representa una nova classe de fàrmacs anomenats inhibidors de la dimerització. 49 El Pertuzumab pot bloquejar la senyalització per altres receptors de la família EGFR, així com inhibir la senyalització en cèl·lules que expressen nivells normals d’ERBB2. El Pertuzumab bloqueja estèricament la dimerització d’ERBB2 amb EGFR i ERBB3, inhibint la senyalització dels heterodímetres ERBB2 / EGFR i ERBB2 / ERBB3. El Pertuzumab també és capaç de alterar la interacció entre ERBB2 i el receptor del factor de creixement I de tipus insulina en cèl·lules resistents al trastuzumab. 60 El trastuzumab i el pertuzumab s’uneixen a diferents epítops del domini extracel·lular d’ERBB2. 61, 62 La combinació de trastuzumab i pertuzumab va produir una apoptosi sinèrgica a les cèl·lules de càncer de mama trastuzumab que sobreexpressen ERBB2, 63 sense cap efecte significatiu en la viabilitat de cèl·lules de càncer de mama amb resistència a trastuzumab. 60

Un altre agent terapèutic alternatiu contra els tumors resistents al trastuzumab és lapatinib, un inhibidor de la doble tirosina quinasa que s’adreça tant a EGFR com a ERBB2. La unió de lapatinib a EGFR i ERBB2 és reversible, però la seva dissociació és molt més lenta, permetent una baixada regulació de la fosforilació del receptor tirosina. 49 L’estat ERBB2 i no l’estat EGFR és un factor determinant de l’activitat lapatinib. 49 S'ha demostrat que la combinació de lapatinib amb trastuzumab va augmentar l'apoptosi de cèl·lules de càncer de mama amb sobreexpressió ERBB2. 64 La resistència a lapatinib sembla estar mediada per una augment de la senyalització del receptor d’estrògens en càncers de mama amb sobreexpressió ERBB2 positiva del receptor d’estrògens. 65 Això suggereix que l’orientació del receptor d’estrògens i ERBB2 pot ser beneficiosa en aquest conjunt de pacients amb càncer. 65 Un recent procés de fase III amb pacients amb càncer de mama amb ERBB2 resistents al trastuzumab, va demostrar que la combinació de lapatinib i capecitabina va donar lloc a una supervivència més llarga sense lliures de progressió en comparació amb la capecitabina sola. 66

ERBB2, membre de la família EGFR, també està sobreexpressat, en menor mesura, en càncers de pulmó, específicament adenocarcinomes i carcinomes de cèl·lules grans i prediu els resultats més pobres. 67, 68, 69 A més, també s’han trobat mutacions intragèniques en el domini cinasa conservat del gen ERBB2 en alguns càncers de pulmó. 70, 71 Les mutacions ERBB2 semblen produir-se exclusivament en càncer de pulmó de cèl·lules no petites (NSCLC) d’histologia d’adenocarcinoma i són més freqüents en pacients femenins i mai fumadors, 71 similars a la manifestació clinofatològica de mutacions EGFR. Aleshores, es va pensar que el trastuzumab podria ser de benefici clínic per al tractament de la NSCLC mutant ERBB2. Tanmateix, fins al moment no s'ha demostrat el benefici de la monoteràpia amb trastuzumab ni en combinació amb quimioterapèutiques contra el càncer per al tractament de NSCLC amb ERBB2 sobreexpressat. 72, 73, 74, 75

Inhibidors de quinasa EGFR

Per il·lustrar més la importància de la família de proteïnes EGFR en la progressió i el tractament del càncer, discuteixo el desenvolupament puntual d’inhibidors EGFR i el seu ús clínic posterior. La sobreexpressió de la proteïna tirosina quinasa de la proteïna EGFR ha estat implicada en nombrosos tipus de càncer, està associada amb un pronòstic deficient i condueix a la senyalització millorada a través de proteïnes antiapoptòtiques, Akt i STAT. 76, 77, 78 El fet que l'EGFR estigui sobreexpressat en molts tipus de càncer i associat a un pronòstic deficient va convertir-lo en un bon candidat per al desenvolupament de terapèutiques dirigides. Per tant, dos inhibidors de petites molècules de EGFR, el gefitinib i l'erototib, van rebre l'aprovació ràpida de la Food and Drug Administration (FDA) dels EUA el maig del 2003 i el novembre del 2004, respectivament. Gefitinib i erlotinib es van aprovar com a teràpia monoterapèutica per al tractament de pacients amb NSCLC quimioteràpia-refractària avançada. 79, 80 Es va observar més tard, a la clínica, que només un subconjunt de pacients amb NSCLC va obtenir una resposta dramàtica a aquests medicaments. Mitjançant anàlisis genètiques moleculars, es va trobar que les mutacions somàtiques específiques del domini conservat de la cinasa del gen EGFR estan associades a la sensibilitat a la gefitinib 81, 82 i a l'erlotinib. 83 No obstant això, recentment, un gran assaig clínic que compara gefitinib amb placebo en pacients amb NSCLC que havien fallat en altres cursos de quimioteràpia no va mostrar beneficis per a la supervivència del fet de prendre gefitinib. 84 Després d’aquest informe el 2005, la FDA va restringir l’ús de gefitinib només a pacients que abans havien respost al fàrmac. En canvi, els assajos clínics han demostrat que l'erlotinib millora la supervivència en pacients amb NSCLC els càncers dels quals han avançat en altres cursos de quimioteràpia. Per tant, Erlotinib està aprovat per la FDA per al seu ús en nous pacients amb NSCLC amb tumors refractius amb quimioteràpia.

Les mutacions somàtiques del domini EGFR kinasa són més freqüents en NSCLC i tenen una manifestació clínico-fisiològica diferent en els adenocarcinomes, Àsia Oriental, dones i mai fumadores. 87 rares mutacions d’EGFR es troben en càncers de cap i coll, colgangiosarcomes, càncers de còlon, càncers d’ovari, càncers d’esòfags i càncers de pàncrees. 88, 89, 90, 91, 92, 93 Les mutacions fora del domini cinasa (domini extracel·lular) són rares en NSCLC, 81, 82, 83, però són freqüents en gliomes 94 i càncers de pulmó de cèl·lules escamoses. Per tant, l’ús d’inhibidors EGFR en subconjunts d’aquests tumors pot ser una opció terapèutica viable.

Al NSCLC, de vegades s'associen mutacions somàtiques de EGFR amb l'amplificació. 96 Estudis han demostrat que els pacients amb amplificació EGFR tenien més probabilitats de respondre a gefitinib o erlotinib i tenien un temps mitjà més llarg per a la progressió de la malaltia i la supervivència global en comparació amb els pacients amb un número normal de còpia EGFR. 97 Tanmateix, queda per determinar si l’amplificació de EGFR (tipus salvatge o mutant) contribueix al desenvolupament del càncer de pulmó i a la resposta a gefitinib o erlotinib. 97

Fins ara, es coneixen cinc mutacions que confereixen sensibilitat als inhibidors de la tirosina quinasa EGFR. Les mutacions sensibles al fàrmac són: mutacions puntuals a l’exó 18 (G719A o G719C), mutacions puntuals de l’exó 21 (L858R i L861Q) i supressions en el marc de l’exó 19 que elimina quatre aminoàcids (LREA). La més freqüent d'aquestes mutacions sensibles al fàrmac és la supressió del quadre Exon 19 i la substitució d'aminoàcids exon 21 missense (L858R) que representen fins a un 90% de les mutacions EGFR en NSCLC. 98 En estudis retrospectius, l’associació entre la presència de mutació EGFR i la sensibilitat a gefitinib i erlotinib és bastant consistent mostrant una taxa de resposta del 75% per a pacients amb mutacions EGFR en comparació amb la taxa de resposta del 10% per a pacients amb EGFR de tipus salvatge. 99, 100, 101, 102, 103 Els assaigs prospectius han confirmat l’associació entre la mutació de EGFR i la sensibilitat al gefitinib i l’erototib. Aquests estudis van demostrar que el 78% dels pacients amb supressió de l’exó 19 o mutació d’exon 21 L858R tenien respostes radiogràfiques a gefitinib i erlotinib. 104, 105, 106

Tot i això, hi ha controvèrsia sobre el que allarga la supervivència dels pacients amb NSCLC; tractament amb inhibidors de EGFR o presència de mutació EGFR? S’han realitzat assajos retrospectius de la fase III gran on es van aleatoritzar pacients amb NSCLC per rebre només quimioteràpia citotòxica estàndard o quimioteràpia estàndard en combinació amb gefitinib o erlotinib. 99, 107 Aquests estudis han informat que pacients amb mutacions EGFR han pervivit perllongadament en comparació amb pacients amb EGFR de tipus salvatge tractats amb gefitinib o erlotinib. Curiosament, els estudis també han trobat que la supervivència perllongada pot produir-se en absència de tractament amb gefitinib, erlotinib, cirurgia o quimioteràpia amb càncer estàndard. En el braç de tractament amb quimioteràpia citotòxica estàndard, els pacients amb mutació EGFR havien perdurat la progressió i la supervivència global en comparació amb els pacients amb EGFR de tipus salvatge. 99, 107

Fins i tot dins del grup de pacients amb NSCLC amb mutacions EGFR, es van observar diferències en el curs clínic entre pacients amb supressions d’exon 19 enquadres i pacients amb substitució missense amb l’exon 21 L858R. Un estudi ha demostrat que els pacients amb NCLC amb la mutació L858R tractats amb cirurgia sols tenen una supervivència global prolongada en comparació amb els pacients amb NSCLC amb supressions amb exon 19. 87 Un altre estudi ha demostrat que després del tractament amb gefitinib o erlotinib, els pacients amb NSCLC amb supressions amb EGFR exon 19 tenen una supervivència global més llarga en comparació amb els pacients que acollien la mutació Exon 21 L858R. 98 La base molecular d’aquestes troballes encara no es coneix.

Per tant, no és d'estranyar que el mecanisme de sensibilitat augmentada dels mutants EGFR a gefitinib i erlotinib no sigui encara conegut. Tot i això, s'ha demostrat que l'expressió de les supressions de fotogrames de l'exó 19 i la substitució d'aminoàcid missense exon 21 L858R confereixen l'activació independent del lligand i l'activitat de la cinasa prolongada després de l'estimulació de lligand, 81, 82, cosa que suggereix que la inhibició de la senyalització EGFR aberrant pot ser la mecanisme d’acció predominant dels inhibidors de EGFR.

Tal com passa amb les esmentades teràpies dirigides, imatinib i trastuzumab, malgrat una resposta inicial dramàtica a gefitinib i erlotinib, els pacients amb NSCLC amb mutacions EGFR rarament aconsegueixen una resposta completa i es desenvolupa resistència al tractament. Fins ara, hi ha tres mutacions del domini de la quinasa EGFR associades a la resistència al fàrmac: una mutació de 19 punts d’exon (D761Y), una mutació d’exon 20 punts (T790M) i una inserció d’exon 20 (D770_N771insNPG). 97 La més comuna d'aquestes mutacions resistents al fàrmac és que el T790M es va produir en prop del 50% dels tumors després de la progressió de la malaltia i es preveu que bloquegin la unió de gefitinib o erlotinib a la butxaca que uneix ATP de la cinasa. 108, 109 Aquesta mutació és anàloga a la mutació resistent al fàrmac adquirida, T315I, a imatinib vist a GIST i CML. Curiosament, la mutació de T790M s'ha observat en l'ADN de la línia germinal i tumoral de membres de la família amb carcinoma bronquioloalveolar hereditari. Un dels membres de la família amb mutació T790M no va respondre al tractament amb gefitinib. 110 dades in vitro han suggerit que els inhibidors irreversibles d’EGFR poden tenir activitat en pacients amb resistència adquirida al gefitinib o a l’erototib. 111, 112 Amb aquesta finalitat, s'està duent a terme un assaig de fase II de HKI-272, un inhibidor irrefrenable d'EGFR kinasa, per determinar l'eficàcia en pacients que han progressat després del tractament inicial amb gefitinib o erlotinib. 97

A més de les mutacions de EGFR, altres paràmetres moleculars implicats en la cascada de senyalització EGFR s'associen a l'activitat de gefitinib o erlotinib. Per exemple, s'ha demostrat que l'expressió augmentada del factor de creixement transformant α i heregulina, lligands per EGFR i ERBB3, respectivament, està associada a una mala resposta a gefitinib. 113, 114 Potser els inhibidors competitius d'aquests lligands poden ser una intervenció terapèutica útil. També s'ha informat que el nombre de còpia augmentat d'un altre membre de la família de proteïnes EGFR, ERBB2, en presència de mutació EGFR en NSCLC, està associat a la resposta a gefitinib. 115 Paradoxalment, però, els pacients amb NSCLC amb mutacions intragèniques ERBB2 no responen a gefitinib ni a erlotinib. 116 Aquesta constatació suggereix que hi ha un context genètic diferent de la NSCLC mutant EGFR que predica la resposta als inhibidors del EGFR. Mentre que aigües avall de la senyalització EGFR, s'ha observat que els pacients amb NSCLC amb mutacions de KRAS són resistents a gefitinib o erlotinib, 117 i la major fosforilació de AKT és previsible de la resposta a gefitinib o erlotinib. 118, 119, 120 A la vista d’aquestes observacions, es pot preveure que el desenvolupament de diagnòstics moleculars que incorporin qualsevol combinació d’aquests biomarcadors sigui essencial per guiar l’ús adequat d’inhibidors EGFR.

A més de la complexitat de predir la resposta als inhibidors de l'EFGR, s'ha informat recentment una nova mutació gefitinib resistent al fàrmac que no implica mutació de EGFR. Es va informar que els clons resistents al gefitinib procedents d'una línia cel·lular de càncer de pulmó de tipus EGFR mostraven una amplificació de l'ONcogene MET i van mantenir l'activació de la senyalització ERBB3 / PI3K / AKT en presència de gefitinib. 121 Després de l'observació inicial en línies cel·lulars, es va avaluar un plafó de 18 tumors de pulmó primari resistents a erototinib o erlotinib per a l'amplificació de MET. L'amplificació de la MET es va produir en un 22% d'aquests tumors que implicaven l'amplificació de MET en el desenvolupament de resistència a gefitinib en un subconjunt de càncers de pulmó. 121 Per tant, desenvolupar teràpies dirigides contra el TEM amplificat pot ser beneficiós en el tractament de pacients amb NSCLC els tumors dels quals tinguin una amplificació del TES i hagin progressat en inhibidors del EGFR.

Discussió

Als exemples esmentats es desprèn que les mutacions somàtiques del càncer poden ser importants per guiar l’ús adequat de teràpies dirigides. A mesura que continuem entenent les vies desregulades que condueixen l’oncogènesi, això inevitablement conduirà a un desenvolupament més de teràpies dirigides. L’elucinació de la infinitat d’anormalitats genòmiques del càncer serà clau per millorar l’estratificació del pacient per obtenir un diagnòstic i tractament més precisos. Per a això, alguns grups utilitzen pantalles de seqüenciació sistemàtica de rendiments elevats dels genomes del càncer a la recerca d'altres cinases mutades que impulsen l'oncogènesi. Aquest enfocament ha estat fructífer per identificar oncogens més sovint mutats; BRAF en melanoma, 122 ERBB2 en càncer de pulmó 123 i PIK3CA en càncer colorectal. 124 Això ha generat interès i investigació sobre el desenvolupament i l’ús clínic d’inhibidors de molècules petites d’aquestes cinases (BRAF i PIK3CA) o dels seus socis de senyalització per al tractament del càncer. 125, 126, 127, 128

Malgrat l’èxit inicial de teràpies dirigides a produir respostes dramàtiques i regressió del tumor en subgrups de pacients definits genèticament, la resistència als medicaments inevitablement es desenvolupa. El pròxim desafiament que tenen els experts en desenvolupament de fàrmacs és el disseny de teràpies dirigides contra aquells tumors resistents a les drogues. Una forma de superar o disminuir la resistència a la teràpia objectiu única pot ser administrar múltiples inhibidors de la cinasa o inhibidors de la multikinasa a pacients els tumors dels quals poden tenir més d’una sola cinasa. This goal may be achieved the more we learn about the unique somatic mutation patterns of individual tumors and have a plethora of targeted therapies with which to tailor appropriate treatment regimens.

The symbiosis between molecular genetic-based disease classification and genetic-based therapeutic intervention serves as a paradigm for the future of personalized medicine in cancer. Ultimately, however, drug response, even with targeted therapies is not solely dependent on the tumor genetics. The germline genetics also plays a role, especially in drug metabolism. Therefore, as we move forward with implementing genetic-based tests for drug therapy in oncology, it will be important to understand and consider the contribution of both somatic and germline genetics in predicting drug response and toxicity.

Dualitat d’interès

The author has no conflicts or duality of interests to disclose.