BIOLOGIE NÁDORŮ A NOVÉ PŘÍSTUPY K JEJICH LÉČBĚ Pavel Klener ÚHKT a 1. Interní klinika VFN 1. lékařské fakulty UK, Praha
KANCEROGEN GENETICKÉ MUTACE Aktivace onkogenů Inaktivace antionkogenů Inaktivace reparačních genů inaktivace inhibice exkrece INICIACE aktivovaná buňka ZNÁZORNĚNÍ VÍCESTUPŇOVÉHO PROCESU KANCEROGENEZE KOKARCINOGEN PROMOCE porucha diferenciace preneoplastická léze KONVERZE ztráta proliferační kontroly inhibice apoptózy ztráta kontaktní inhibice vznik maligního klonu maligní nádor PROGRESE klonální divergence Idukce angiogeneze lokální invaze (klinický zjevný nádor) METASTAZOVÁNÍ metastázy nádoru)
CHEMICKÉ KANCEROGENY Třída Aromatické uhlovodíky Polycyklické aromatické uhlovodíky Aromatické aminy a azosloučeniny Nitosloučeniny Různé léky Přírodní látky Anorganické látky Sloučenina benzen, toluen, polychlorované bifenyly 3,4-benzpyren, 1,2,5,6-dibenzantracen, methylcholantren 2-acetylaminofluoren, N-methyl-4aminoazobenzen, naftylamin, bis-(2-chlorethyl)methylamin dimethylnitrosamin, diethylnitrosamin, nitromethyluretan všechny, které mají elektrofilní skupiny a mají schopnost reagovat s nukleofilními skupinami DNA (např. alkylační cytostatika) aflatoxin B 1, daktinomycin, diestery forbolu některé sloučeniny arsenu, chromu, berylia, kadmia
MECHANISMY KANCEROGENNÍHO ÚČINKU ESTROGENŮ onkogeny: c-erb-2 (HER-2) Ras myc (tečkovaně je znázorněn předpokládaný účinek) mutované onkogeny: P53 Rb protein MTS-1 růstové faktory: EGF TGF-a IGF-1 PDGF proteolytické enzymy: Katepsin D Kolagenáza IV. typu PA adhezní molekuly: intrgriny tenascin fodrin estrogeny: (estradiol)
LIDSKÉ VIRY S ONKOGENNÍM POTENCIÁLEM Skupina Virus Typ nádoru Nenádorové onemocnění RNA viry Retro HTLV-I HTLV-II HIV-I, HIV-II T-leukémie dospělých T-trichocelulární leukémie kaposiho sarkom imunoblastický sarkom AIDS Pesti HCV hepatocelulární karcinom hepatitis C DNA viry Papova HPV karcinom čípku (HPV 16,18) spinalom (HPV 3) condylomata accuminata (HPV 6,11) Herpes EB virus HHV4 HHV-8 Burkitův nádor imunoblastický lymfom Hodgkinova choroba? Nazofaryngeální karcinom Kaposiho sarkom Infekční mononukleóza Hepadna HBV Hepatocelulární karcinom hepatitis B
NORMÁLNÍ FUNKCE A ZPŮSOBY PATOLOGICKÉ AKTIVACE PROTONKOGENŮ PROTOONKOGEN patologická aktivace normální funkce virová transdukce (src) virová inzerce (myc) bodová Mutace (ras) genová amplifikace (myc) chromosomální translokace (myc, abl) účast na mechanismech buněčných regulací kvalitativní a kvantitativní změna genových produktů normální buněčné dělení normální růst a diferenciace patologická aktivace nádorová buňka normální buňka
růst nádoru RŮST NÁDORU pomalý počet zdvojení 10 20 27 30 40 B letální hranice A hranice klinické diagnostiky hranice rtg diagnostiky rychlý neovaskularizace možnost vzniku prvních metastáz počet buněk 10 3 10 6 10 8 10 9 10 12 hmotnost 1µg 1mg 1g 1kg
HLAVNÍ CÍLE MEDIKAMENTÓZNÍ PROTINÁDOROVÉ LÉČBY omezení nekontrolovaná proliferace inhibice angiogeneze a metastazování indukce apoptózy indukce diferenciace chemoterapie, cílená léčba cílená léčba, chemoterapie cílená léčba, chemoterapie??
Chirurg. léčba PREVENCE Profylaktická chemoprevence chirurgie Termoterapie Radioterapie Indukce ditereciace Chemoterapie Hormon. léčba Biomodulační léčba Transplantace NÁDO R Inhibice metastáz Inhibice angiogeneze Molekulární chemoterapie Genová terapie Multimodální léčba Podpůrná léčba
starověk arzenik kolchicin (Discorides) 1860 podofylotoxin (Eisenmann) 1865 arzén u CML (Lissauer) 1940 aktinomycin (Woodrof a Wachsmann) 1940 1945 dusíkatý yperit 1945 1950 antifolika 1960 1990 zlatý věk chemoterapie 1990 2000 ojedinělá nová cytostatika
ROK ZAVEDENÍ DO KLINICKÉ PRAXE 1940 1950 1960 1970 1980 1990 1940 1950 1960 1970 1980 1990 Fludarabin Taxol 2-Chlorodeoxyadenosin Amsacrin Mitoxantron Pentostatin Carboplatin Ifosamid/Mesna Etoposid Estramustin Streptozotocin Aminoglutethimid Tamoxifen Cisplatin Bleomycin Doxorubicin Teniposid Dacarbazin Asparaginasa Hexamethylmelamin Daunorubicin Cytarabin Procarbazin Lomustin Hydroxyurea Melphalan Carmustin Vincristin Vinblastin Mitotan Cyclophosphamid 5-Fluorodeoxyuridin 5-Fluorouracil Mitomycin C Busulfan Dactinomycin 6-Thioguanin Thio-TEPA Chlorambucil 6-Mercaptopurin Methotrexat Prednison Aminopterin Dusíkatý yperit
MECHANISMY ÚČINKU CYTOSTATIK purinové a pyrimidinové báze aminokyseliny 1 4 nukleotidy peptidy 2 2 DNA RNA PROTEINY transkripce translace 2 3 replikace 2 DNA MITÓZA poškození mikrotubulů
NEJVÝZNAMNĚJŠÍ POZNATKY, KTERÉ UMOŽNILY RACIONÁLNÍ POUŽITÍ CHEMOTERAPIE Cytostatika působí neselektivně na normální i nádorové proliferující buňky Jedna dávka chemoterapie (léčebná kúra) zničí vždy stejnou frakci proliferujících buněk Cytostatika působí převážně na buňky proliferující (nacházející se v buněčném cyklu) Buněčný cyklus normálních proliferujícíh buněk je kratší ve srovnání s nádorovými buňkami Dosažení klinické remise neznamená úplnou eliminaci nádorových buněk V období klinicky zjevného nádoru ubývá proliferujících nádorových buněk citlivých k chemoterapii
počet nádorových buněk TAKTIKA RACIONÁLNÍ LÉČBY 10 12 Ch Ch letální hranice a relaps 10 10 Ch b 10 8 Ch 10 6 10 4 Ch remise imunoterapie Ch 10 2 vyléčení 10 0 čas c
FAKTORY OSLABUJÍCÍ ÚČINNOST CHEMOTERAPIE Přirozená rezistence k cytostatikům Získaná rezistence při opakovaných cyklech Zpomalená regenerace normálních tkání Nutnost snížení dávek nebo prodloužení intervalu podání Toxicita chemoterapie (hematologická, orgánová)
počet buněk 1 2 3 4 normální buňky nádorové buňky čas
RŮZNÁ CITLIVOST ZHOUBNÝCH NÁDOROVÝCH ONEMOCNĚNÍ K CHEMOTERAPII I. skupina II. skupina III. skupina IV. skupina akutní lymfoblastická leukémie u dětí akutní myeloblastická leukémie u dospělých nádory orofaciální oblasti Grawitzův nádor Burkittův nádor NHL s nízkým stupněm malignity karcinomy trávicího ústrojí karcinom jícnu Hodgkinova choroba mnohočetný myelom nádory CNS bronchogenní karcinom (nemalobuněčný) NHL s vysokým stupněm malignity neuroblastom maligní melanom karcinom pankreatu Wilmsův nádor karcinom prostaty karcinoid hepatocelulární karcinom Ewingův sarkom bronchogenní karcinom (malobuněčný) sarkomy měkkých tkání karcinom žlučníku testikulární nádory karcinom prsu karcinom močového měchýře karcinom štítné žlázy ovariální karcinomy karcinom endometria choriokarcinom (postgestační) karcinom kůry nadledvin embryonální rhabdomyosarkom inzulinom retinoblastom osteosarkom (kožní karcinomy)
MECHANISMY VZNIKU REZISTENCE zvýšené vypuzování cytostatika snížený průnik membránou snížená přeměna inaktivní látky na aktivní zvýšená intracelulární vazba cytostatika (glutathionový systém) zvýšená intenzita "opravy DNA" zvýšená metabolická přeměna cytostatika na inaktivní metabolit alterace specifických cílových enzymů (např. DHFR u rezistence na MTX) změněná intracelulární distribuce (např. do lysozomů)
MOŽNOSTI OVLIVNĚNÍ ZÍSKANÉ REZISTENCE podávat maximální tolerované dávky zahájit léčbu co nejdříve dodržovat intervaly mezi léčebnými cykly farmakologicky inhibitory kalciového kanálu (verapamil) PSC-833 (Valspodar) VX-710 (Biricodar) buthionin sulfoximin
MOŽNOSTI OMEZENÍ TOXICITY CHEMOTERAPIE zlepšení úrovně podpůrné léčby podpora obnovy poškozené krvetvorby růstové faktory (G-CSF, GM-CSF) autologní transplantace kostní dřeně profylaxe orgánové toxicity dexrazoxan (Cardioxan) mesna (Uromitexan) amifostin (Ethyol)
ZVÝŠENÍ SELEKTIVITY aplikace cytostatika a antidotem chemosenzibilizátory
ZNÁZORNĚNÍ SELEKTIVITY ÚČINKU VYSOKÝCH DÁVEK METOTREXÁTU NA NÁDOROVÉ BUŇKY buňky normální buňky nádorové nízké dávky MTX calcii folinas (leukovorin) nízké dávky MTX calcii folinas (leukovorin) vysoké dávky MTX calcii folinas (leukovorin) vysoké dávky MTX calcii folinas (leukovorin)
NOVĚ ZAVÁDĚNÉ PŘÍPRAVKY S PROTINÁDOROVOU ÚČINNOSTÍ generický název bendamustin treosulfan satraplatin clofarabin nelarabin troxacytabin pemetrexed pralatrxát UFT vinflunin ixabepilon patupilon gimatecan 5-azacytidin 2 deoxy-5-azacytidin vorinostat bexaroten anagrelid thalidomid* lenalidomid* actimid* obchodní přípravek Treanda Ovastat --- Evoltral Arranon, Atriance Troxatyl Alimta Propel Tegafox Javlor Ixempra --- --- Vidaza Decitabin Zolinza Targretin Xagrid Myrin Revlimid --- indikace NHL,CLL karcinom ovaria, myeloblace před BMT NSCLC, karcinom prostaty ALL T-ALL ALL mesotheliom NHL karcinom kolorekta karcinom prsu karcinom močového měchýře karcinom ovaria mozkové nádory MDS MDS kožní NHL kožní NHL trombocytémie MDS, plasmocytom MDS, plasmocytom MDS, plasmocytom
MODIFIKOVANÉ FORMY NĚKTERÝCH CYTOSTATIK generický název liposomální formy daunorubicin doxorubicin doxorubicin (*) cytarabin ATRA pegylované formy peg IFN alfa peg asparagináza peg filgrastim vazba na bílkovinu paklitaxel vazba na polyglutamát paklitaxel obchodní přípravek Daunoxom Myocet (Elan Pharma) Doxil, Caelyx DepoCyt Atragen Peg-Intron, Pegasys Oncaspar Neulasta Abraxane Xydis indikace AML karcinom prsu Kaposiho sarkom AML APL karcinom prsu karcinom prsu (*) jde o liposomální a současně pegylovanou formu
ROZDÍL V ÚČINKU KONVENČNÍCH A EPIGENETICKÝCH CHEMOTERAPEUTIK konvenční chemoterapie epigenetická chemoterapie DNA CHROMATIN narušení replikace a transkripce modifikace enzymů (zvýšená acetylace, snížená metylace DNA) poškození DNA, mrna a proteinů změněná exprese mrna a proteinů Inhibice buněčné proliferace apoptóza
OVLIVNĚNÍ GENOVÉ EXPRESE DEACETYLACÍ HISTONŮ HAT transkripční faktory Ac ACETYLACE Ac deacetylované histony DEACETYLACE Ac acetylované histony deacetylace brání transkripci a genové expresi HDAC
ÚČINEK INHIBICE DAC NA RŮZNÉ MECHANISMY ONKOGENEZE zástava buněčného cyklu apoptóza motilita a invaze buněk angiogeneze buněčná proliferace
ÚČINEK INHIBICE DAC U RŮZNÝCH NÁDORŮ hematologické a solidní nádory histon DAC Inhibitor p53 50% nádorů a-tubulin HSP90 hematologické a solidní nádory HIF-1a RCC melanom CML, prs, prostata NSCLC
REDUKCIONISTICKÝ A KOMPLEXNÍ POHLED NA NÁDOR
PŘEHLED MEDIÁTORŮ ANGIOGENEZE proangiogenní faktory rodina VEGF angiopoetiny MMP HGF FGFb PD-EPDGF,PDGF EGF, TNF IL-6 integriny antiangiogenní faktory trombospondin angiostatin, endostatin tumstatin, arresten TGF beta, PF-4 interferon alfa a beta IL-12, IL-18 TIMPs,PAI vasostatin vasohibin
INICIÁLNÍ STADIA ANGIOGENEZE ANGIOGENNÍ SWITCH DIFÚZE AF (angiogenní faktory)
INDUKCE ANGIOGENNÍCH FAKTORŮ epigenetická indukce genetická indukce hypoxie cytokiny (II) IL-18 růst. faktory PDGF EGF bfgf NO NÁDOR aktivované onkogeny RAS, SRC Mutace P53 Erb2/HER-2 MMP VEGF
ANGIOGENNÍ KASKÁDA etapa probíhající pochody stimulátory inhibitory I zvýšení permeability ANG1, MMP trombospondin disoluce bazální membrány plazmin TIMPs,PAI porušení mezibuněčných spojů VEGF,TGFbeta angiostatin EGF endostatin II proliferace endotelií VEGF IFN alfa a beta migrace endotelií integriny PF4 IL-6 III morfogeneze nové cévy angiopoetiny vasostatin formace lumina, proliferace PDF tumstatin fibroblastů, syntéza kolagenu, E-cadherin, HGF TIMPs maturace cévní stěny FLT3
RŮZNÉ MECHANISMY ANGIOGENEZE angiogeneze pučením (sprouting) - angiogenní kaskáda mozaikové cévy - stěny částečně tvořeny nádorovými buňkami vaskulogenní mimikry - krev protéká avaskulárními kanály tvořenými N.B. koopce cév - nádor roste podél již vytvořených cév
ODLIŠNÁ STRUKTURA NORMÁLNÍ A NÁDOROVÉ NOVOTVOŘENÉ CÉVY normální novotvořená céva novotvořená céva v nádoru pevná spojení podpůrné buňky nesouvislá stěna nedostatek podpůrných buěk
RODINA VEGF A RECEPTORY PRO VEGF VEGF-C PIGF VEGF-B VEGF-A VEGF-D VEGF-E plasma membrane VEGFR-1 (flt-1) NRP-I NRP-2 VEGFR-2 (flk-1/kdr) S-S S-S VEGFR-3 (flt-4) indukce aktivátorů plasminogenu a MMP zvýšení permeability angiogeneze lymfangiogeneze
AMPLIFIKACE ANGIOGENNÍ STIMULACE BUŇKAMI NÁDOROVÉHO MIKROPROSTŘEDÍ 1 2 ANGIOGENEZE Buňky: 5 4 3 exprimované angiogenní působky CAF (cancer associated fibroblasts) makrofágy myeloidní buňky neutrofily monocyty (TEM-Tie2 expressing monocytes) VEGFD IL-8, FGF2, MMP-9 VEGFA VEGFA VEGFC - lymfangiogeneze
PŘEHLED MEDIÁTORŮ ANGIOGENEZE proangiogenní faktory rodina VEGF angiopoetiny MMP HGF FGFb PD-EPDGF,PDGF EGF, TNF IL-6 integriny antiangiogenní faktory trombospondin angiostatin, endostatin tumstatin, arresten TGF beta, PF-4 interferon alfa a beta IL-12, IL-18 TIMPs,PAI vasostatin vasohibin
MECHANISMUS ANTIANGIOGENNÍHO ÚČINKU VASOHIBINU zevní angiogenní faktory VEGF bfgf inhibice??? endotelové buňky zevní antiangiogenní faktory (trombospondin) inhibice Vasohibin zralá krevní céva pučící kapilára podle Wordena J.Clin.Invest
LÉČEBNÉ STRATEGIE ZAMĚŘENÉ NA ANGIOGENEZI 1. použití přirozených antagonistů 2. inhibice angiogenní kaskády 3. disrupce nádorových cév 4. jiné možnosti
ad 1. POUŽITÍ PŘIROZENÝCH ANTAGONISTŮ ABT-510 angiostatin endostatin (Endostar) destičkový faktor 4 (rhpf-4)
ad 2. INHIBICE ANGIOGENNÍ KASKÁDY 2.1. inhibice signální dráhy VEGF-VEGF-R neutralizace ligandu (bevacizumab) použití solubilního receptoru (VEGF-trapaflibercept) blokáda tyrosinkinázové domény (inhibitory RTK) 2.2. inhibice proliferace endotelií 2.3. stabilizace bazální membrány
SIGNÁLNÍ DRÁHA VEGF A MOŽNOSTI JEJÍ INHIBICE volociximab VEGF bevacizumab trastuzumab a5-b1 integrin VEGFR EGF EGFR vandetanib sorafenib JAK Inhibitor M-TOR PI3K sunitinib RAS STAT AKT RAF m-tor MAPK HIF-1a HIF-1a přežívání migrace metastazování
INHIBITORY RECEPTOROVÝCH TYROZINKINÁZ účinná látka obchodní přípravek cílová tyrozinkináza semaxanib - VEGFR2 cediranib Recentin VEGFR1-3 brivanib - VEGFR2, FGFR1 pazopanib - VEGFR1-3, PDGFR, KIT vatalanib - VEGFR1-3, PDGFR, KIT motesanib - VEGFR1-3, PDGFR, KIT axitinib - VEGFR1-3, PDGFR, KIT telatinib - VEGFR2-3, PDGFR, KIT BIBF 112 Vergatef VEGFR1-3, PFGFR, FGFR sunitinib Sutent VEGFR1.3, PDGFR, KIT, RET, sorafenib Nexavar VEGFR1-3, PDGFR,KIT,RAF,RET
2.2. INHIBICE ENDOTELIÁLNÍ PROLIFERACE fumagilin AGM-1470 Lodamin interferon alfa a beta IMIDs thalidomid, lenalidomid pomalidomid
2.3. STABILIZACE BAZÁLNÍ MEMBRÁNY neovastat (A941) angiostat (CarTcell) inhibitory MMP batimastat prinomastat marimastat
3. DISRUPCE NÁDOROVÝCH CÉV (VDA) combrestatiny NPI-2358 combrestatin A4-fosfát dolastatiny soblidotin flavonoidy vadimezan (DMXAA) Pinabulin Zybrestat
4. DALŠÍ ANTIANGIOGENNÍ STRATEGIE anti-integriny MoAb volociximab pentapeptid cilengitid inhibitory HSP90 IMIDs thalidomid, lenalidomid inhibitory HIDAC vorinostat, panobinostat inhibitory BCL2 obatoclax, gossypol, apogossypol inhibice angiopetinu AMG 386 ASO veglin ribozymy angiozym metronomická chemoterapie
ROZDÍLY MEZI KONVENČNÍ A METRONOMICKOU CHEMOTERAPIÍ konvenční metronomická (antiangiogenní) dávka MTD desetina dávky přestávky mezi aplikací týdny dny cílové buňky nádor. buňky endotelie záměr zabít NB zablokovat endotelie a růst využití kurativní záměr paliace adjuvance
SCHÉMA LYMFANGIOGENEZE VEGF A/B EGF PDGF NÁDOROVÁ BUŇKA VEGF C/D PDGF HGF FGF2 ANG 1/2 VGFR2 krevní céva VGFR3 lymfatická céva PROX.1 LYVE.1 podoplanin Tie-2 ANG-1 AMG 386 ANG-2 Tie-2 angiogeneze lymfangiogeneze sprouting formace nové cévy hematogenní metastázy lymfogenní metastázy
INHIBICE LYMFANGIOGENEZE monoklonální protilátky chimerické VEGFR3 receptory (VEGFR trap) inhibitory podoplaninu (protilátka ab 11936) AMG 386 selektivní neutralizační peptibody proti ANG2
METODY K POSOUZENÍ STUPNĚ ANGIOGENEZE morfologické metody biochemické metody histologické řezy denzita cév (MVD = microvessel density) monoklonální protilátky anti CD-32, anti CD-34 proti v.willebrandovu f. cirkulující biomarkery solubilní VEGFR 1, VEGFR 2 inflamatorní markery (VCAM, E-selektin) akvaporin-1
PŘEHLED ANGIOGENNÍCH A ANTIANGIOGENNÍCH FAKTORŮ Angiogenní faktory rodina VEGF FGF (a,b) HGF MMP angiopoetiny PDGF, PD-ECGF TGF, EGF, TNF-alfa IL-6, IL-8 integriny antiangiogenní faktory trombospondin angiostatin endostatin TGF beta PF-4 interferony alfa a beta IL-12, IL-18 inhibitory proteolýzy (TIMPs) neovastat
PROLIFERAČNÍ ( PROSURVIVAL ) MECHANISMY PROAPOPOPTICKÉ MECHANISMY 1 cytokin/růst.f. JAK 1. monoklonální protilátky 2. inhibitory RTK 3. inhibitory jiných kináz 4. inhibitory RAS 5. inhibitory m-tor CHEMOTERAPIE 1 1 RTK RAS STAT-STAT růstový faktor 2 3 4 MAPKKK (raf) PLC PIP2 MAPKK (mek) IP 3 PKB/Akt MAPK (erk) TF 5 m-tor TRANSKRIPCE p53 Buněčná membrána PKC 3 proteasom IkB NFkB JÁDRO BUNĚČNÝ CYKLUS 4 D DD D D D aktivace kaspáz 8-10 aktivace kaspázy 3 Death receptory BCL-2 BAX/BAK Cytochrom C TF TRAIL, TNF alfa, FAS-L MOMP MAPK 2 1 mitochondrie EPIGENETICKÉ ÚPRAVY DNA (methylace, acetylace) buněčný stres MAPKK MAPKKK STRES 1. stimulace death receptorů 2. inhibice bcl-2 3. inhibice proteasomu 4. aktivace kaspáz Inhibitory histondeacetylázy (vorinostat) Inhibitory methylace (5-azacytidin) REPLIKACE TRANSKRIPCE
MONOSPECIFICKÉ MONOKLONÁLNÍ PROTILÁTKY Vazba zejména: na membránové proteiny (CD20, CD33, CD40, CD52 atd) na růstové faktory (VEGF, IL-6) na membránové receptory (EGFR, VEGFR) na adhezívní molekuly (EpCAM, integriny)
MECHANISMUS ÚČINKU MONOSPECIFICKÝCH MONOKLONÁLNÍCH PROTILÁTEK protilátka nádorová buňka C NK-buňka K-buňka makrofág A B cytolýza C1q Fc receptor komplement
TYPY MONOKLONÁLNÍCH PROTILÁTEK, SKLADBA DLE PŮVODU PROTEINU (MYŠÍ, LIDSKÝ) myší lidský myší ibritumomab anti CD20 chimerická myší - lidská rituximab anti CD20 humanizovaná myší - lidská alemtuzumab anti CD52 plně lidská ofatumumab
PROTILÁTKY PROTI MEMBRÁNOVÝM ANTIGENŮM LEUKOCYTŮ protilátka obchodní přípravek cílová struktura použití zanolinumab HuMax-CD4 CD4 T-lymfomy rituximab ofatumumab veltuzumab Mabtera Arzerra CD20 CD20 CD20 NHL,CLL CLL, NHL NHL (DLBCL) epratuzumab lumiliximab SGN-30 lintuzumab dacetuzumab (SGN40) lucatumumab alemtuzumab galiximab elotuzumab ipilimumab Lucid* Zamyl MabCampath* Primatized CD22 CD23 CD30 CD33 CD40 CD40 CD52 CD80 CS-1 CD152 NHL (FL) CLL HL, ALCL AML, MDS myelom, NHL myelom CLL NHL, HL myelom melanom * schválen jako orphan drug
PROTILÁTKY PROTI RECEPTORŮM RODINY EGFR/ERBB/HER protilátka obchodní přípravek cílová struktura použití trastuzumab pertuzumab cetuximab panitumumab nimotuzumab Herceptin Omnitarg erbitux Vectibix Theralox ERB2/HER2/NEU ERB2/HER2/NEU EGFR/ERBB1/HER1 EGFR/ERBB1/HER1 EGFR/ERVB1/HER1 karcinom prsu Prs, ovarium, NSCLC kolorektum, ORL kolorektum pankreas, NSCLC, ORL
PROTILÁTKY S ANTIANGIOGENNÍM ÚČINKEM protilátka obchodní přípravek cílová struktura použití bevacizumab ranibizumab ramucirumab volociximab Avastin Lucentis VEGF VEGF Solub. VEGFR1/2 alfa 5 beta 1 integrin kolorektum, prs NSCLC, ledviny oční indikace fáze I-kli.zk. ledvina, melanom
RŮZNÉ PERSPEKTIVNÍ PROTILÁTKY Protilátka obchodní přípravek cílová struktura použití mapatumumab lexatumumab TRAILR-1 TRAILR-2 různé nádory různé nádory figitumumab denosumab Prolia, Amgiva IGF1-R RANKL NSCLC metastázy ca prsu, karcinom prostaty
INHIBICE OASTEOKLASTOGENEZE PROTILÁTKOU DENOSUMABEM IL6 IL18 TGFa aj. nádorová buňka IL6 IL18 TGFb aj. aktivovaný T-lymfo inhibovaný T-lymfo stromální buňka B1 A B2 stromální buňka C resorpční produkty apoptóza RANK RANKL OPG denosumab kost
ZEVALIN ÚČINEK KONJUGOVANÉ PROTILÁTKY Ibritumomab Beta záření Tiuxetan 90 Y radionuklid čistá protilátka konjugovaná s radionuklidem
protilátka KONJUGOVANÉ PROTILÁTKY obchodní přípravek cílová struktura použití s radionuklidem 90 YT ibritumomabmab 131 I tosiumomab 81C6 Zevalin Bexxar Neuradiap* CD20 CD20 tenascin NHL NHL gliomy s cytostatikem nebo toxinem gemtuzumab Mylotarag ozogamycin A inotuzumab ozogamycin B bentuximab redotin C transtuzumab M D nabtumomab estafenatox Anyara* A = calicheamycin B = monometylauristatin C = maytansin D = enterotoxin CD33 CD22 CD30 ERB2/HER2/NEU onkofetální antigen STT4 * schválen jako orphan drug AML NHL HL, ALCL karcinom prsu NSCLC ca ledviny
ROZDÍL V MECHANISMU ÚČINKU MONOSPECIFICKÉ A BISPECIFICKÉ./.TRIFUNKČNÍ PROTILÁTKY A B nádorová buňka nádorová buňka 4 T-lymfocyt 5 5 1 1 2 3 makrofág makrofág
BISPECIFICKÉ / TRIFUNKČNÍ PROTILÁTKY protilátka obchodní přípravek cílové struktury použití ertumaxomab catumaxomab Rexomun Removab CD3-ERBB2/HER2/NEU CD3-EpCAM karcinom prsu karcinom ovaria maligní ascites
SCHÉMA KLASICKÉ PROTILÁTKY, BISPECIFICKÉ./.TRIFUNKČNÍ PROTILÁTKY A PROTILÁTKOVÝCH FRAGMENTŮ klasická protilátka VH protilátkové fragmenty VH1 VL1 VH1 VL1 VH Fab Fab Fab Fv VL scfv Fc bispecifická trifunkční Ab bivalentní diabody VH VL bispecifická diabody VH VL Fab1 Fab2 Fc VH1 VL1 VH2 VL2
diabodies peptibodies MONOKLONÁLNÍ PROTILÁTKY NOVÉ GENERACE intrabodies imunocytokiny blinatumomab MT-110 romiplostim AMG 386 tucotuzumab celmoleukin HU14.18-IL-2 chimérické imunoreceptory
% přežití VLIV RITUXIMABU NA PŘEŽITÍ NEMOCNÝCH S DIFÚSNÍM VELKOBUNĚČNÝM B-LYMFOMEM 100 75 50 25 R-chemo (n=120) 88,7% ve 3.r Chemo (n=256) 73,2% ve 3.r 0 p=0,0007 0 12 24 36 48 60 72 84 96 měsíce Data KLS
AKTIVITY GENU BCR-ABL OD BCR ABL kináza ABD kaskáda: ras JAK/STAT Pl 3 ROS F - actin nukleární faktor kappa B stimulace proliferace inhibice genová apoptózy nestabilita cytoskeletální abnormality defekty imunity progrese onemocnění
INHIBIČNÍ ÚČINKY IMATINIBU A MOŽNÉ KLINICKÉ VYUŽITÍ cílová tyrosinkináza bcr-abl c-kit PDGFR FIPIL1-PDGFR klinické využití CML GIST, NSCLC fibrosarkomy gliomy myeloproliferační sy? hypereosinofilní syndrom chronická eosinofilní leukémie
MECHANISMY VZNIKU REZISTENCE MA IMATINIB proliferace závislá na Bcr-Abl nezávislá na Bcr-Abl amplifikace/ zvýšená exprese genu Bcr-Abl mutace kinázové domény druhotná genetická alterace imatinib Bcr-Abl mutovaný Bcr-Abl klonální divergence
NÍZKOMOLEKULÁRNÍ INHIBITORY TRANSDUKČNÍ KASKÁDY (pro solidní nádory) generický název obchodní přípravek cílová struktura indikace gefitinib erlotinib sunitinib malát sorafenib lapatinib ditosylát vendetanib pazopanib Iressa (AZ) Tarceva Sutent (Pfizer) Nexavar (Bayer) Tykerb (GSK) Zactima (AZ) --- EGFR EGFR VEGFR, PDGFR, Flt-3, c-kit Raf, c-kit, Flt-3, RET, VEGFR EGFR1, EGFR2 EGFR, VEGFR, RET C-Kit, PDGFR, VEGFR NSCLC, ORL NSCLC m-rcc, GIST m-rcc prs NSCLC, šť. žláza m-rcc
H H N N N N N N O N imatinib gefitinib F O H N Cl N O N MeO N semaxanib CH 3 O N H CH 3 N H
Inhibice EGFR-TK uvnitř buňky zabrání aktivaci signalizační kaskády nezávisle na způsobu aktivace receptoru GEFITINIB Proliferace Invazivita Inhibice apoptózy Angiogeneze Metastazování
EGFR V LIDSKÝCH NÁDORECH Tumory s vysokou expresí EGFR Vysoká exprese je spojena s NSCLC Prostata Žaludek Prs Kolorekt. Ca Pankreas Ovaria 40-80% 40-80% 33-74% 14-91% 25-77% 30-50% 35-70% Invazivitou Metastazováním Pokročilým stadiem onemocnění Rezistencí k chemoterapii Rezistencí k hormonální léčbě Celkově špatným stavem Zatím nelze odpovědět na otázku, do jaké míry je efekt intracelulární blokády EGFR závislý na expresi receptoru to je předmětem klinických studií. pozn. Exprese ne vždy odpovídá aktivací receptoru, receptor se může aktivovat i jinak, než navázáním ligandu na ECT část
PROLIFERAČNÍ ( PROSURVIVAL ) MECHANISMY PROAPOPOPTICKÉ MECHANISMY 1 cytokin/růst.f. JAK 1. monoklonální protilátky 2. inhibitory RTK 3. inhibitory jiných kináz 4. inhibitory RAS 5. inhibitory m-tor CHEMOTERAPIE 1 1 RTK RAS STAT-STAT růstový faktor 2 3 4 MAPKKK (raf) PLC PIP2 MAPKK (mek) IP 3 PKB/Akt MAPK (erk) TF 5 m-tor TRANSKRIPCE p53 Buněčná membrána PKC 3 proteasom IkB NFkB JÁDRO BUNĚČNÝ CYKLUS 4 D DD D D D aktivace kaspáz 8-10 aktivace kaspázy 3 Death receptory BCL-2 BAX/BAK Cytochrom C TF TRAIL, TNF alfa, FAS-L MOMP MAPK 2 1 mitochondrie EPIGENETICKÉ ÚPRAVY DNA (methylace, acetylace) buněčný stres MAPKK MAPKKK STRES 1. stimulace death receptorů 2. inhibice bcl-2 3. inhibice proteasomu 4. aktivace kaspáz Inhibitory histondeacetylázy (vorinostat) Inhibitory methylace (5-azacytidin) REPLIKACE TRANSKRIPCE
NEJDŮLEŽITĚJŠÍ INDUKTORY APOPTÓZY generický název TRAIL (rekomb.) mapatumomab lexatumomab oblimersen obatoclax bortezomib exsisulid perifosin arsentrioxid obchodní přípravek --- --- --- Augmerosen, Genasense --- Velcade Aptosyn Trisenox mechanismus účinku aktivace death receptorů agonistická MP aktivující D.R. dtto inhibitor bcl-2 RNA blokáda bcl-2 inhibice NFkB dtto aktivace kaspáz cestou RONS dtto
KLASICKÁ CHEMOTERAPIE, CÍLENÁ LÉČBA A IMUNOTERAPIE: ZJEDNODUŠENÉ SCHÉMA MECHANISMŮ PROTINÁDOROVÉHO ÚČINKU A VZÁJEMNÝCH VZTAHŮ CÍLENÁ TERAPIE imunita růst / proliferace IMUNOTERAPIE stroma / mikroprostředí přežití / antiapoptóza sebeobnova / replikace invazivita / metastazování angiogeneze / vaskulogenez e KLASICKÁ CHEMOTERAPIE
NORMÁLNÍ A NÁDOROVÁ BUNĚČNÁ POPULACE. VZNIK NÁDOROVÝCH KMENOVÝCH BUNĚK MALIGNÍ TRANSFORMACÍ NORMÁLNÍCH FYZIOLOGICKÝCH PROTĚJŠKŮ A ČASNÝCH PROGENITORŮ normální kmenová buňka normální progenitory normální vyzrálá tkáň nekonečná sebeobnova mutace mutace omezená sebeobnova nulová sebeobnova nekonečná sebeobnova omezená sebeobnova nádorová kmenová buňka nádorový progenitor nádorové buňky
ZNÁZORNĚNÍ ZÁKLADNÍCH ROZDÍLŮ V ÚČINKU MEZI KONVENČNÍ (A), CÍLENOU (B) A SUPERCÍLENOU (C) CHEMOTERAPIÍ Toxicita chemoterapie vůči nádorové mase NÁDOROVÁ TKÁŇ KONVENČNÍ CHEMOTERAPI E A NORMÁLNÍ TKÁŇ Toxicita chemoterapie vůči zdravým tkáním Částečné vyplenění nádorových buněk, minimální poškození NKB. Vysoké riziko relapsu. Zničení značné části normálních Proliferujících buněk. Repopulace Zajištěna normálními kmanovými buňkami. Vysoká toxicita. CÍLENÁ CHEMOTERAPI E B Léčba postihne větší proporci nádorových buněk. Omezené poškození NKB. Riziko relapsu trvá. SUPERCÍLENÁ CHEMOTERAPI E C Poškození normálních proliferujících buněk je omezené. Omezená toxicita. Zničení NKB a části nádorové populace. Zbylé nádorové buňky spontánně zahynou apoptózou. Léčba zajistí trvalé vyléčení. Minimální poškození normálních buněk. Minimální toxicita. nádorová kmenová buňka (NKB) zničená nádorová kmenová buňka nádorová buňka zničená nádorová buňka normální kmenová buňka (NKB) zničená normální kmenová buňka normální buňka zničená normální buňka
OBECNÉ SCHÉMA PŘENOSU SIGNÁLU Z MEMBRÁNOVÉHO RECEPTORU DO NITRA BUŇKY RŮZNÉ ÚROVNĚ MOŽNÉHO TERAPEUTICKÉHO ZÁSAHU U ABERANTNĚ AKTIVOVANÝCH DRAH A B ligand receptor C druhý posel D1 Dx signální protein 1 signální protein 2 signální protein x E transkripční faktor F translace transkripce mrna replikace DNA konvenční chemoterapie
MOŽNÁ KONVERGENCE A DIVERGENCE SIGNÁLŮ (VE SMYSLU AKTIVACE ČI INHIBICE) MEZI RŮZNÝMI DRAHAMI A B C buněčná membrána DNA jaderná membrána
diagnóza rezistence na léčbu úmrtí nemocného podpůrná léčba paliativní léčba symptomatická léčba kurativní léčba ČASOVÝ SLED KURATIVNÍ, PALIATIVNÍ A SYMPTOMATICKÉ LÉČBY
LIMITY (KONTRAINDIKACE) ZÁKLADNÍCH METOD PROTINÁDOROVÉ LÉČBY Chirurgická léčba Radioterapie Chemoterapie metastazující onemocnění vyjímka: odstranění solitární metastázy stenty, bypasy, stomie analgetické výkony generalizace onemocnění vyčerpání přípustné dávky záření vyjímka: analgetické ozáření ozáření metastázy (kosti, CNS aj.) útlum kostní dřeně kachexie, polymorbidita mnohočetné metastázy chemorezistentního nádoru vyjímka: chemosenzitivní nádory (např. lymfomy)
ZÁVĚRY 1. Chemoterapie zůstává i nadále jednou ze základních metod protinádorové léčby 2. Cílená léčba v samostatném podání nevykazuje zatím lepší terapeutické výsledky (výjimkou je účinek imatinibu u CML a GIStu) 3. Cílená léčba však významně posiluje účinky chemoterapie 4. Předmětem studia jsou nejvhodnější kombinace: s chemoterapií různých prostředků cílové léčby vzájemně