BIOLOGIE NÁDORŮ A NOVÉ PŘÍSTUPY K JEJICH LÉČBĚ
Pavel Klener ÚHKT a 1. Interní klinika VFN 1. lékařské fakulty UK , Praha
ZNÁZORNĚNÍ VÍCESTUPŇOVÉHO PROCESU KANCEROGENEZE
KANCEROGEN GENETICKÉ MUTACE Aktivace onkogenů Inaktivace antionkogenů Inaktivace reparačních genů KOKARCINOGEN
inaktivace inhibice exkrece INICIACE aktivovaná buňka 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
Sloučenina
Aromatické uhlovodíky
benzen, toluen, polychlorované bifenyly
Polycyklické aromatické uhlovodíky
3,4-benzpyren, 1,2,5,6-dibenzantracen, methylcholantren
Aromatické aminy a azosloučeniny
2-acetylaminofluoren, N-methyl-4aminoazobenzen, naftylamin, bis-(2-chlorethyl)methylamin
Nitosloučeniny
dimethylnitrosamin, diethylnitrosamin, nitromethyluretan
Různé léky
všechny, které mají elektrofilní skupiny a mají schopnost reagovat s nukleofilními skupinami DNA (např. alkylační cytostatika)
Přírodní látky
aflatoxin B1, daktinomycin, diestery forbolu
Anorganické látky
některé sloučeniny arsenu, chromu, berylia, kadmia
MECHANISMY KANCEROGENNÍHO ÚČINKU ESTROGENŮ onkogeny:
c-erb-2
(HER-2) Ras myc
mutované onkogeny:
P53 Rb protein MTS-1
růstové faktory:
EGF TGF-a IGF-1 PDGF
proteolytické Katepsin D enzymy: Kolagenáza IV. typu PA adhezní molekuly:
intrgriny tenascin fodrin
estrogeny:
(estradiol)
(tečkovaně je znázorněn předpokládaný účinek)
LIDSKÉ VIRY S ONKOGENNÍM POTENCIÁLEM Virus
Typ nádoru
HTLV-I HTLV-II HIV-I, HIV-II
T-leukémie dospělých T-trichocelulární leukémie kaposiho sarkom imunoblastický sarkom
HCV
hepatocelulární karcinom
hepatitis C
Papova
HPV
karcinom čípku (HPV 16,18) spinalom (HPV 3)
condylomata accuminata (HPV 6,11)
Herpes
EB virus HHV4
Infekční mononukleóza
HHV-8
Burkitův nádor imunoblastický lymfom Hodgkinova choroba? Nazofaryngeální karcinom Kaposiho sarkom
HBV
Hepatocelulární karcinom
hepatitis B
Skupina
Nenádorové onemocnění
RNA viry Retro
Pesti
AIDS
DNA viry
Hepadna
NORMÁLNÍ FUNKCE A ZPŮSOBY PATOLOGICKÉ AKTIVACE PROTONKOGENŮ PROTOONKOGEN patologická aktivace
virová transdukce (src)
bodová Mutace (ras) virová inzerce (myc)
normální funkce
chromosomální translokace (myc, abl) genová amplifikace (myc)
kvalitativní a kvantitativní změna genových produktů
účast na mechanismech buněčných regulací
normální buněčné dělení normální růst a diferenciace
patologická aktivace
nádorová buňka
normální buňka
RŮST NÁDORU počet zdvojení
10
20
27
30
40
B pomalý
růst nádoru
letální hranice hranice klinické diagnostiky
A
hranice rtg diagnostiky
neovaskularizace možnost vzniku prvních metastáz
rychlý
počet buněk
103
106
hmotnost
1µg
1mg
108
109 1g
1012 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 ??
PREVENCE Profylaktická chemoprevence chirurgie Termoterapie
Chirurg. léčba
Indukce ditereciace
Radioterapie
Chemoterapie Hormon. léčba
NÁDO R
Inhibice metastáz
Inhibice angiogeneze Molekulární chemoterapie
Biomodulační léčba
Genová terapie
Transplantace
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 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
1940
1950
1960
1970
1980
1990
MECHANISMY ÚČINKU CYTOSTATIK purinové a pyrimidinové báze
aminokyseliny
1
4 nukleotidy
peptidy
2
DNA
2
RNA
PROTEINY
transkripce
translace
2
3
MITÓZA
2 DNA replikace
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
TAKTIKA RACIONÁLNÍ LÉČBY Ch 10
letální hranice
12
počet nádorových buněk
Ch 10
10
10
8
10
6
10
4
10
2
10
0
relaps
a b
Ch Ch Ch
remise imunoterapie Ch
vyléčení 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)
2
3
počet buněk
1
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 intenzita "opravy DNA" zvýšená metabolická přeměna cytostatika na inaktivní metabolit
zvýšená intracelulární vazba cytostatika (glutathionový systém)
změněná intracelulární distribuce (např. do lysozomů) alterace specifických cílových enzymů (např. DHFR u rezistence na MTX)
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 nízké dávky MTX
vysoké dávky MTX
buňky nádorové
calcii folinas (leukovorin)
nízké dávky MTX
calcii folinas (leukovorin)
calcii folinas (leukovorin)
vysoké dávky MTX
calcii folinas (leukovorin)
NOVĚ ZAVÁDĚNÉ PŘÍPRAVKY S PROTINÁDOROVOU ÚČINNOSTÍ generický název
obchodní přípravek
indikace
bendamustin treosulfan satraplatin clofarabin nelarabin troxacytabin pemetrexed pralatrxát UFT vinflunin ixabepilon patupilon gimatecan
Treanda Ovastat --Evoltral Arranon, Atriance Troxatyl Alimta Propel Tegafox Javlor Ixempra -----
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
5-azacytidin 2´deoxy-5-azacytidin vorinostat
Vidaza Decitabin Zolinza
MDS MDS kožní NHL
bexaroten anagrelid thalidomid* lenalidomid* actimid*
Targretin Xagrid Myrin Revlimid ---
kožní NHL trombocytémie MDS, plasmocytom MDS, plasmocytom MDS, plasmocytom
MODIFIKOVANÉ FORMY NĚKTERÝCH CYTOSTATIK generický název
obchodní přípravek
indikace
liposomální formy daunorubicin doxorubicin doxorubicin (*) cytarabin ATRA
Daunoxom Myocet (Elan Pharma) Doxil, Caelyx DepoCyt Atragen
AML karcinom prsu Kaposiho sarkom AML APL
pegylované formy peg IFN alfa peg asparagináza peg filgrastim
Peg-Intron, Pegasys Oncaspar Neulasta
vazba na bílkovinu paklitaxel
Abraxane
karcinom prsu
vazba na polyglutamát paklitaxel
Xydis
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
ACETYLACE
Ac Ac
deacetylované histony
acetylované histony
DEACETYLACE
deacetylace brání transkripci a genové expresi
HDAC
Ac
ÚČINEK INHIBICE DAC NA RŮZNÉ MECHANISMY ONKOGENEZE
zástava buněčného cyklu
buněčná proliferace
motilita a invaze buněk apoptóza
angiogeneze
ÚČINEK INHIBICE DAC U RŮZNÝCH NÁDORŮ hematologické a solidní nádory
50% nádorů
DAC Inhibitor p53
histon
a-tubulin
HSP90
HIF-1a CML, prs, prostata NSCLC
hematologické a solidní nádory RCC melanom
REDUKCIONISTICKÝ A KOMPLEXNÍ POHLED NA NÁDOR
PŘEHLED MEDIÁTORŮ ANGIOGENEZE proangiogenní faktory
antiangiogenní faktory
rodina VEGF angiopoetiny MMP HGF FGFb PD-EPDGF,PDGF EGF, TNF IL-6 integriny
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
aktivované onkogeny RAS, SRC Mutace P53 Erb2/HER-2
NÁDOR
MMP
VEGF
ANGIOGENNÍ KASKÁDA etapa
probíhající pochody
stimulátory
inhibitory
I
zvýšení permeability disoluce bazální membrány porušení mezibuněčných spojů
ANG1, MMP plazmin VEGF,TGFbeta EGF
trombospondin TIMPs,PAI angiostatin endostatin
II
proliferace endotelií migrace endotelií
VEGF integriny IL-6
IFN alfa a beta PF4
III
morfogeneze nové cévy formace lumina, proliferace fibroblastů, syntéza kolagenu, maturace cévní stěny
angiopoetiny PDF E-cadherin, HGF FLT3
vasostatin tumstatin TIMPs
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
pevná spojení
podpůrné buňky
novotvořená céva v nádoru
nedostatek podpůrných buěk nesouvislá stěna
RODINA VEGF A RECEPTORY PRO VEGF VEGF-C PIGF VEGF-B
VEGF-A
VEGF-D VEGF-E
S-S
S-S
plasma membrane NRP-I VEGFR-1 (flt-1)
indukce aktivátorů plasminogenu a MMP zvýšení permeability
NRP-2 VEGFR-2 (flk-1/KDR)
angiogeneze
VEGFR-3 (flt-4)
lymfangiogeneze
AMPLIFIKACE ANGIOGENNÍ STIMULACE BUŇKAMI NÁDOROVÉHO MIKROPROSTŘEDÍ 1
2
ANGIOGENEZE
5
4
3
Buňky:
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
antiangiogenní faktory
rodina VEGF angiopoetiny MMP HGF FGFb PD-EPDGF,PDGF EGF, TNF IL-6 integriny
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
„pučící“ kapilára zralá krevní céva
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 VEGF
volociximab
bevacizumab
a5-b1 integrin
trastuzumab
VEGFR
EGF
EGFR
vandetanib sorafenib sunitinib
JAK PI3K
RAS
Inhibitor M-TOR
AKT
STAT
RAF
m-TOR
HIF-1a
přežívání
MAPK
HIF-1a
migrace
metastazování
INHIBITORY RECEPTOROVÝCH TYROZINKINÁZ účinná látka
obchodní přípravek
cílová tyrozinkináza
semaxanib cediranib brivanib pazopanib vatalanib motesanib axitinib telatinib BIBF 112
Recentin Vergatef
VEGFR2 VEGFR1-3 VEGFR2, FGFR1 VEGFR1-3, PDGFR, KIT VEGFR1-3, PDGFR, KIT VEGFR1-3, PDGFR, KIT VEGFR1-3, PDGFR, KIT VEGFR2-3, PDGFR, KIT VEGFR1-3, PFGFR, FGFR
sunitinib sorafenib
Sutent Nexavar
VEGFR1.3, PDGFR, KIT, RET, 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
Pinabulin
combrestatin A4-fosfát
Zybrestat
dolastatiny soblidotin
flavonoidy vadimezan (DMXAA)
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
dávka
konvenční
metronomická (antiangiogenní)
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
VGFR2
krevní céva
NÁDOROVÁ BUŇKA
VEGF C/D PDGF HGF FGF2 ANG 1/2
VGFR3
Tie-2 lymfatická céva
PROX.1 LYVE.1 podoplanin
ANG-1 ANG-2
angiogeneze
lymfangiogeneze
AMG 386
Tie-2 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
histologické řezy denzita cév (MVD = microvessel density) monoklonální protilátky anti CD-32, anti CD-34 proti v.Willebrandovu f.
biochemické metody
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
TRAIL, TNF alfa, FAS-L
cytokin/růst.f.
růstový faktor
1 PLC RTK
2 3
RAS
mitochondrie MAPKKK
MOMP
MAPKK (mek)
Cytochrom C
NFkB
PKB/Akt
monoklonální protilátky inhibitory RTK inhibitory jiných kináz inhibitory RAS inhibitory m-TOR
BAX/BAK aktivace kaspáz 8-10
IkB
MAPKKK (raf)
1. 2. 3. 4. 5.
STRES
buněčný stres
proteasom
4
1
2
BCL-2
3 IP3
STAT-STAT
D DD D DD
PKC
PIP2 JAK
Death receptory
Buněčná membrána
1
MAPKK
4
5
aktivace kaspázy 3
m-TOR
MAPK (erk)
MAPK
1. 2. 3. 4.
stimulace death receptorů inhibice bcl-2 inhibice proteasomu aktivace kaspáz
JÁDRO TF TF TRANSKRIPCE CHEMOTERAPIE p53 REPLIKACE
BUNĚČNÝ CYKLUS
EPIGENETICKÉ ÚPRAVY DNA (methylace, acetylace)
TRANSKRIPCE
Inhibitory histondeacetylázy (vorinostat) Inhibitory methylace (5-azacytidin)
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
cytolýza
B
A 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
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
– MabCampath* Primatized – –
PROTILÁTKY PROTI RECEPTORŮM RODINY EGFR/ERBB/HER protilátka
obchodní přípravek cílová struktura
použití
trastuzumab pertuzumab cetuximab panitumumab nimotuzumab
Herceptin Omnitarg erbitux Vectibix Theralox
karcinom prsu Prs, ovarium, NSCLC kolorektum, ORL kolorektum pankreas, NSCLC, ORL
ERB2/HER2/NEU ERB2/HER2/NEU EGFR/ERBB1/HER1 EGFR/ERBB1/HER1 EGFR/ERVB1/HER1
PROTILÁTKY S ANTIANGIOGENNÍM ÚČINKEM protilátka
obchodní přípravek
cílová struktura
použití
bevacizumab
Avastin
VEGF
ranibizumab ramucirumab volociximab
Lucentis – –
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 nádorová buňka IL6 IL18 TGFa aj.
aktivovaný T-lymfo
stromální buňka
IL6 IL18 TGFb aj.
inhibovaný T-lymfo
stromální buňka
A B1
B2
C apoptóza
resorpční produkty RANK
OPG
RANKL
denosumab
kost
ÚČINEK KONJUGOVANÉ PROTILÁTKY
ZEVALIN
Ibritumomab
Beta záření
Tiuxetan 90Y
radionuklid
čistá protilátka
konjugovaná s radionuklidem
KONJUGOVANÉ PROTILÁTKY protilátka
s radionuklidem 90YT ibritumomabmab 131I tosiumomab 81C6
obchodní přípravek
cílová struktura
použití
Zevalin CD20 Bexxar CD20 Neuradiap* tenascin
NHL NHL gliomy
s cytostatikem nebo toxinem gemtuzumab Mylotarag ozogamycin A inotuzumab ozogamycin – B bentuximab redotin – C transtuzumab M – D nabtumomab Anyara* estafenatox A = calicheamycin B = monometylauristatin C = maytansin D = enterotoxin
CD33
AML
CD22 CD30 ERB2/HER2/NEU onkofetální antigen STT4
NHL HL, ALCL karcinom prsu NSCLC ca ledviny
* schválen jako orphan drug
ROZDÍL V MECHANISMU ÚČINKU MONOSPECIFICKÉ A BISPECIFICKÉ./.TRIFUNKČNÍ PROTILÁTKY A
B
nádorová buňka
nádorová buňka
T-lymfocyt
4
2 5
5 1
makrofág
1
makrofág
3
BISPECIFICKÉ / TRIFUNKČNÍ PROTILÁTKY protilátka
obchodní přípravek
cílové struktury
použití
ertumaxomab catumaxomab
Rexomun Removab
CD3-ERBB2/HER2/NEU karcinom prsu CD3-EpCAM karcinom ovaria maligní ascites
SCHÉMA KLASICKÉ PROTILÁTKY, BISPECIFICKÉ./.TRIFUNKČNÍ PROTILÁTKY A PROTILÁTKOVÝCH FRAGMENTŮ klasická protilátka
Fab
VH
protilátkové fragmenty VH1 VL1 VH1 VL1 VH
Fv
Fab
VL scFv
Fab Fc bispecifická trifunkční Ab
Fab1
bivalentní diabody
bispecifická diabody
VH VL
VH VL
VH1 VL1
VH2 VL2
Fab2
Fc
MONOKLONÁLNÍ PROTILÁTKY NOVÉ GENERACE diabodies blinatumomab MT-110 peptibodies romiplostim AMG 386
intrabodies imunocytokiny tucotuzumab celmoleukin HU14.18-IL-2 chimérické imunoreceptory
VLIV RITUXIMABU NA PŘEŽITÍ NEMOCNÝCH S DIFÚSNÍM VELKOBUNĚČNÝM B-LYMFOMEM 100
% přežití
75
50 R-chemo (n=120) 88,7% ve 3.r Chemo (n=256) 73,2% ve 3.r
25 p=0,0007 0 0
12
24
36
48 měsíce
60
72
84
96 Data KLS
AKTIVITY GENU BCR-ABL OD
kaskáda:
BCR
ras JAK/STAT
kináza
ABL
Pl3
ROS
ABD
F - actin
nukleární faktor kappa B stimulace
proliferace
inhibice apoptózy
genová nestabilita
defekty imunity
progrese onemocnění
cytoskeletální abnormality
INHIBIČNÍ ÚČINKY IMATINIBU A MOŽNÉ KLINICKÉ VYUŽITÍ cílová tyrosinkináza
klinické využití
bcr-abl c-kit PDGFR
CML GIST, NSCLC fibrosarkomy gliomy myeloproliferační sy ? hypereosinofilní syndrom chronická eosinofilní leukémie
FIPIL1-PDGFR
MECHANISMY VZNIKU REZISTENCE MA IMATINIB proliferace závislá na Bcr-Abl amplifikace/ zvýšená exprese genu Bcr-Abl
imatinib
Bcr-Abl
nezávislá na Bcr-Abl
mutace kinázové domény
druhotná genetická alterace
mutovaný Bcr-Abl
klonální divergence
NÍZKOMOLEKULÁRNÍ INHIBITORY TRANSDUKČNÍ KASKÁDY (pro solidní nádory) generický název
obchodní přípravek cílová struktura
indikace
gefitinib erlotinib sunitinib malát
Iressa (AZ) Tarceva Sutent (Pfizer)
NSCLC, ORL NSCLC m-RCC, GIST
sorafenib
Nexavar (Bayer)
lapatinib ditosylát vendetanib
Tykerb (GSK) Zactima (AZ)
pazopanib
---
EGFR EGFR VEGFR, PDGFR, Flt-3, c-Kit Raf, c-Kit, Flt-3, RET, VEGFR EGFR1, EGFR2 EGFR, VEGFR, RET C-Kit, PDGFR, VEGFR
m-RCC prs NSCLC, šť. žláza m-RCC
N
H
H
N
N
N N O
N
imatinib
N
gefitinib
F H
O
Cl
N N
O N N
MeO
CH3
semaxanib
N H O N H
CH3
Inhibice EGFR-TK uvnitř buňky zabrání aktivaci signalizační kaskády nezávisle na způsobu aktivace receptoru
GEFITINIB
Inhibice apoptózy Invazivita Metastazování Angiogeneze
Proliferace
EGFR V LIDSKÝCH NÁDORECH Tumory s vysokou expresí EGFR NSCLC Prostata Žaludek Prs Kolorekt. Ca Pankreas Ovaria
40-80% 40-80% 33-74% 14-91% 25-77% 30-50% 35-70%
Vysoká exprese je spojena s 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
TRAIL, TNF alfa, FAS-L
cytokin/růst.f.
růstový faktor
1 PLC RTK
2 3
RAS
mitochondrie MAPKKK
MOMP
MAPKK (mek)
Cytochrom C
NFkB
PKB/Akt
monoklonální protilátky inhibitory RTK inhibitory jiných kináz inhibitory RAS inhibitory m-TOR
BAX/BAK aktivace kaspáz 8-10
IkB
MAPKKK (raf)
1. 2. 3. 4. 5.
STRES
buněčný stres
proteasom
4
1
2
BCL-2
3 IP3
STAT-STAT
D DD D DD
PKC
PIP2 JAK
Death receptory
Buněčná membrána
1
MAPKK
4
5
aktivace kaspázy 3
m-TOR
MAPK (erk)
MAPK
1. 2. 3. 4.
stimulace death receptorů inhibice bcl-2 inhibice proteasomu aktivace kaspáz
JÁDRO TF TF TRANSKRIPCE CHEMOTERAPIE p53 REPLIKACE
BUNĚČNÝ CYKLUS
EPIGENETICKÉ ÚPRAVY DNA (methylace, acetylace)
TRANSKRIPCE
Inhibitory histondeacetylázy (vorinostat) Inhibitory methylace (5-azacytidin)
NEJDŮLEŽITĚJŠÍ INDUKTORY APOPTÓZY
generický název
obchodní přípravek
mechanismus účinku
TRAIL (rekomb.) mapatumomab lexatumomab oblimersen obatoclax bortezomib exsisulid perifosin arsentrioxid
------Augmerosen, Genasense --Velcade Aptosyn
aktivace death receptorů agonistická MP aktivující D.R. dtto inhibitor bcl-2 RNA blokáda bcl-2 inhibice NFkB dtto aktivace kaspáz cestou RONS dtto
Trisenox
KLASICKÁ CHEMOTERAPIE, CÍLENÁ LÉČBA A IMUNOTERAPIE: ZJEDNODUŠENÉ SCHÉMA MECHANISMŮ PROTINÁDOROVÉHO ÚČINKU A VZÁJEMNÝCH VZTAHŮ CÍLENÁ TERAPIE
imunita
růst / proliferace
přežití / antiapoptóza
IMUNOTERAPIE
sebeobnova / replikace
stroma / mikroprostředí
invazivita / metastazování
KLASICKÁ CHEMOTERAPIE
angiogeneze / vaskulogenez e
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 omezená sebeobnova
nekonečná sebeobnova
nádorové buňky nádorová kmenová buňka
nádorový progenitor
ZNÁZORNĚNÍ ZÁKLADNÍCH ROZDÍLŮ V ÚČINKU MEZI KONVENČNÍ (A), CÍLENOU (B) A SUPERCÍLENOU (C) CHEMOTERAPIÍ Toxicita chemoterapie vůči nádorové mase
NÁDOROVÁ TKÁŇ
KONVENČNÍ CHEMOTERAPI E
NORMÁLNÍ TKÁŇ
A Zničení značné části normálních Proliferujících buněk. Repopulace Zajištěna normálními kmanovými buňkami. Vysoká toxicita.
Částečné vyplenění nádorových buněk, minimální poškození NKB. Vysoké riziko relapsu.
CÍLENÁ CHEMOTERAPI E
B Poškození normálních proliferujících buněk je omezené. Omezená toxicita.
Léčba postihne větší proporci nádorových buněk. Omezené poškození NKB. Riziko relapsu trvá.
„SUPERCÍLENÁ “ CHEMOTERAPI E
C
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
normální kmenová buňka (NKB) zničená normální kmenová buňka normální buňka
zničená nádorová buňka
zničená normální buňka
Toxicita chemoterapie vůči zdravým tkáním
OBECNÉ SCHÉMA PŘENOSU SIGNÁLU Z MEMBRÁNOVÉHO RECEPTORU DO NITRA BUŇKY RŮZNÉ ÚROVNĚ MOŽNÉHO TERAPEUTICKÉHO ZÁSAHU U ABERANTNĚ AKTIVOVANÝCH DRAH A
ligand
B
receptor
C druhý posel D1
signální protein 1
Dx
signální protein 2
signální protein x
transkripční faktor
E 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
jaderná membrána DNA
rezistence na léčbu
diagnóza
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
metastazující onemocnění vyjímka: odstranění solitární metastázy stenty, bypasy, stomie analgetické výkony
Radioterapie
generalizace onemocnění vyčerpání přípustné dávky záření vyjímka: analgetické ozáření ozáření metastázy (kosti, CNS aj.)
Chemoterapie
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
