Desarrollos Terapéutico en Cáncer

Laboratorio de Oncología MolecularUniversidad Nacional de Quilmes

http//: cancer.unq.edu.ar

Transformación neoplásica:

Implica alteraciones en proto-oncogenes y genes supresores de tumor. De tal manera, se pierde el control del ciclo celular y la población adquiere rasgos de crecimiento autónomo.

NEOPLASIA: “Nuevo Crecimiento”Nuevo = Independiente o autónomo

Bases moleculares del cáncerOncogenes y Genes Supresores

Transformación celular

Proliferación

Degradación de membrana basal

Invasión

Crecimiento tumoralLoco-regional

Intravasación

Diseminaciónsistémica

-- Crecimiento tumoral Crecimiento tumoral --Progresión Tumoral

Crecimiento, invasión y metástasis

Crecimiento Autónomo

Inmortalidad Invasión

1.Adhesión 2.Proteólisis 3.Migración

Metástasis

Selección adaptativa - PROGRESION

Crecimiento Autónomo

Inmortalidad

MG1

G0

S G2

• Pérdida de la inhibición por contacto

• Estimulación autóloga de la proliferación

• Secreción de factores angiogénicos (VEGF)

• Independencia de las señales de anclaje

- Crecimiento, invasión y metástasis -

Invasión

Circulación y arresto

• Circulación en agregados multicelulares• Arresto en capilares

Adhesión al endotelio

- Crecimiento, invasión y metástasis -

Intravasación

• Secreción de proteasas (MMP´s, PA)• Migración

- Crecimiento, invasión y metástasis -

Metástasis

Extravasación

• Desplazamiento de las células endoteliales• Degradación de la membrana basal (MMP´s, PA)• Migración

Estudio de células y tejidos 1

Daños Cromosómicos

•Señales Alteradas

•Comportamiento Celular Anómalo

SIGNOS DE ENFERMEDAD

Estudio de cromosomas 2

Químicos Radiaciones

Mutaciones heredadasVirus

DAÑOS GENÉTICOSEstudio de genes y sus secuencias

3

Avances en el conocimiento de las bases celulares y moleculares del cáncer

Factores Oncogénicos

AMBIENTALESAgentes químicos y radiantes: >80%Ciertos virus: ~5%Exposición laboral: ~5%

ALTERACIONES HEREDADASPredisposición fuerte: <10%

Causas del Cáncer

2007 Estimated US Cancer Deaths*

ONS=Other nervous system.Source: American Cancer Society, 2007.

Men289,550

Women270,100

26% Lung & bronchus

15% Breast

10% Colon & rectum

6% Pancreas

6% Ovary

4% Leukemia

3% Non-Hodgkinlymphoma

3% Uterine corpus

2% Brain/ONS

2% Liver & intrahepaticbile duct

23% All other sites

Lung & bronchus 31%

Prostate 9%

Colon & rectum 9%

Pancreas 6%

Leukemia 4%

Liver & intrahepatic 4%bile duct

Esophagus 4%

Urinary bladder 3%

Non-Hodgkin 3% lymphoma

Kidney 3%

All other sites 24%

Bases Moleculares del Cáncer

Ligando

Receptor Quinasa

Q de quinasa

Q de Q de quinasa

Factor de transcripción

Adaptador

Quinasa

ErbB, TRK, NEU

H-Ras, K-Ras, N-Ras

SRC, BCR/ABL

v-mos, v-raf

v-myc, v-myb, v-fos, v-jun

Ost, Tiam-1

v-crk

Oncogenes

• Son dominantes• Pueden ser virales (v- ) o celulares (c- )

Apoptosis

BCL-2

M

G1

G0

S

Quiescencia

G2

Estímulo

Estimulación

Desrepresión

- Oncogenes -

ErbB

Genes supresores de tumor

M

G1

G0

S

QuiescenciaG2

E2F

Rb

Rb mutado

p53

P53mutado

BRCA

BRCA

mutado

Cdk 4/6

Ciclina D

Paradigma “Empírico”

Paradigma “Molecular”

Focalizado en blancos moleculares que sostienen el comportamiento aberrante de las células cancerosas

Observaciones a partir del efecto de compuestos naturales o sintéticos

Las nuevas estrategias se integran al arsenal terapuético y complementan a los métodos convencionales (cirugía, quimioterapia, radioterapia)

Desarrollo de Nuevas Estrategias Antitumorales

1) Seleccionar el blanco molecular correcto:Relevante (biología)“Drogable”

2) Seleccionar la estrategia de screening más apropiada:In silicoIn vitroIn vivo

3) Seleccionar una estructura química básica o un compuesto parental con capacidad para interaccionar con el blanco molecular.

4) Seleccionar inhibidores que resulten eficaces para inhibir el blanco, tanto in vitro como in vivo:Acción citostática o citotóxica -clásico-Efecto proapoptóticoEfecto antimigratorio o antiinvasivoEfecto antiangiogénicoEfecto inmunológico

5) Seleccionar un biomarcador, que refleje el efecto de los inhibidores sobre el blanco molecular:“Río abajo” del blancoPerfil de expresión génica (“Gene signature”)

6) Seleccionar un compuesto líder para avanzar a las etapas clínicas.

Desarrollo de nuevas drogas antitumorales

QTXRTX

Anti-angiogénicos

Inmunoterapia

Anti-señalización

QUIMIOPOTENCIADORES(o RADIOPOTENCIADORES)

Combinación de las nuevas drogas antitumorales

0 1 3

DiagnósticoPrecoz

Cirugía

QuimioterapiaRadioterapia

TRATAMIENTO PERIOPERATORIOPERI-QUIMIO/RADIOTERAPIA

2

TRATAMIENTOCRÓNICO

4

Agentes biológicosAgentes metabólicosAnti-señalesAnti-invasivosAnti-angiogénicosAnti-telomerasaAnti-hormonasVacunas antitumorales

Modulación del comportamiento autónomo o agresivo del residuo tumoral

-1

Screening

Contención o reducción del tumorSensibilización del tumor

Expectativas terapéuticas (el cáncer como una dolencia crónica)

ANMAT

Fase Objetivo Pacientes

Inmunología del Cáncer y Vacunas Oncológicas

Dr. Mariano R. Gabri

CANCER Y SISTEMA INMUNOLOGICOCANCER Y SISTEMA INMUNOLOGICO

-- Sistema inmunolSistema inmunolóógico sobre el cgico sobre el cááncerncer

Imm

unoe

ditin

g

ImmunosurveillanceImmunosurveillance

FAS-L1TGF-β2 IDO3

TGF-β4

IL-104

Treg1 Clin Cancer Res 2007; 13:6247-51.2 Br J Cancer 2003;89:1345-51.3 Nat Med 2003;9:1269-74.4 Nat Rev Immunol 2006;6:295-307.

MHCB7

-- InmunosupresiInmunosupresióón Tumoraln Tumoral

ANTIGENOS TUMORALESANTIGENOS TUMORALES

-- AntAntíígenos tumorales genos tumorales --

-- Antigenos asociados a Tumor Antigenos asociados a Tumor -- -- Antigenos especAntigenos especííficos de Tumor ficos de Tumor --

AAT AET

VACUNAS ONCOLOGICASVACUNAS ONCOLOGICAS

Dr. William B. Coley

Toxina de ColeyToxina de Coley

19341934 StreptococcusStreptococcus

SerratiaSerratia

Activadores Activadores InespecInespecííficosficos

(BCG)(BCG)

CCéélulaslulasTotalesTotales

(Canvaxin)(Canvaxin)

LisadosLisadoscelularescelulares

AntAntíígenosgenosliberadosliberados

AntAntíígenosgenosPurificadosPurificados

(Prote(Proteíínas, nas, GangliGanglióósidossidos))

OncolisadosOncolisadosviralesvirales

AnticuerposAnticuerpos((DirectosDirectos, Anti, Anti--idioptipos)idioptipos)

-- Vacunas OncolVacunas Oncolóógicas gicas --

N Engl J Med 2008;358:2704-15.

Vacunas OncolgVacunas Oncolgóógicas aprobadasgicas aprobadas

Vacuna

RACOTUMOMAB®

Gangliósidos

Ac2 αAc1

Ac2 β

Ac2 α

Ac1

Ac2 γ

GangliGanglióósidos glicoliladossidos glicolilados(NgGM3)(NgGM3)

P3P3

1E101E10

RACOTUMOMAB® (1E10)

Evaluación preclínica

Group of C57bl6 mice were immunized with 50 μg per dose. foot pad tumors were removed after immunization protocol. After 21 days, mice were sacrificed and number of lung metastases were measured.

Immunization with Racotumomab(50 μg/animal s.c. w/Alum)

Challenge3LL‐D122

(i.d. foot pad)

Tumor surgery(8‐9 mm)

Sacrifice

Day‐28 ‐14 0 7 21 27 48

Modelo animal

Racotumomab  reduces the  lung  metastasis  incidence  in  the murine Lewis lung carcinoma 3LL‐D122.

Racotumomab reduces lung metastasis incidence. All treatments were done with Alum. C5: mAb against EGFr, PBS: Phosphate Buffer. After the sacrifice, lungs were weighted and histological analyzed to confirm tumor presence. Mean and standard deviations per group was represented. *p<0.05, Kruskal-Wallis test.

Apoptotic quantification in Racotumomab vaccinated mice tumors. Apoptosis was measured by the Apoptag system methods. Points on the graphic represent the number of apoptotic cells per field and lines indicate the mean per group.* p<0.003, Kruskal-Wallis test

Racotumomab induces apoptosis in tumoral cells

Proliferation analysis inRacotumomab vaccinatedmice tumors. Mitosis oftumoral cells from lungmetastasis was analysed usinghematoxilin-eosin staining.Points on the graphic representthe number of mitotic cells perfield and lines show the meanper group. p>0.05, Kruskal-Wallis test.

Racotumomab induces proliferation in tumoral cells

Racotumomab reduces new vessels formation in growing tumors.

PBS

Racotumomab

New vessel formation in Racotumomab vaccinated animals. Angiogenesis quantification by CD31 staining in metastatic lungs of animals vaccinated with Racotumomab or PBS. Arrows on picture from lung tissue (25x) indicate blood vessels. Points on the graphic represent the number of blood vessels per field and lines indicates the mean per group.* p<0.003, Kruskal-Wallis test.

Evaluación Clínica

Evaluación Clínica

• Ensayo piloto en melanoma de ocular y epidérmico (No. IIC RD-EC030)

• Ensayo Clínico de Fase I en pacientes con cáncer de mama avanzado (No. IIC RD-EC 044)

• Ensayo Clínico de Fase I en pacientes con Cáncer de Pulmón a Células Pequéñas (No. IICP- EC O43)

• Ensayo Clínico de Fase I en pacientes con cáncer de mama avanzado con alto riesgo de recaída

• Ensayo Clínico compasional en pacientes con Cáncer de Pulmón a Células No Pequeñas

Squamous cell lung carcinomas (A and C) and Lung Adenocarcinomas (B and D) were processed to stain NeuGc-GM3 ganglioside using the 14F7 mAb. Positive representative images are shown. Magnification are 20x (A and B) and 40x (C and D). Every assay were made with the correspondent negative control.

Archival tissues samples were processed to stain NeuGc-GM3 ganglioside using the 14F7 mAb. Positivity was defined as more than 20% of positive out of the total quantified cells. Determination were made by three independent observers.

Immunohistochemistry of Human NSCLC samplesHistological subtypes Positive cases 

Pos/total (%)

Squamous Cell Carcinoma 4/6 (60%)Adenocarcinoma 6/7 (86%)Others 1/2 (50%)

Total  11/15 (73%)

Patients characteristicsSexMale 42Female 29

Disease stageIIIb 34

IV 37

Who performance statusPS1 61

PS2 10Anatomopathological classification Adenocarcinoma 15

Squamous cell carcinoma 45Large cell carcinoma 11Toxic habits

Smokers/ex‐smokers 65Nonsmokers 6Chemo/Radiotherapy Response

PR 11SD 53PD 7

No of doses of Racotumomab<5 4

5‐14 53

>14 14

COMPASSIONET‐USE  STUDY  IN NSCLC  PATIENTS USING RACOTUMOMAB

Survival analysis of NSCLC patients treated with Racotumomab from inclusion time.Variable Number of 

patientsMedian survival 

(Month)95% CI p

Sex

Female 29 7.73 1.99–13.48 0.526

Male 42 9.93 7.90–11.96

Age

>60 32 9.93 8.68–11.19 0.644

<60 39 8.17 4.69–11.64

Disease stage

IIIB 34 9.93 7.44–12.43 0.535

IV 37 9.53 6.12–12.95

Performance status

1 61 10.60 8.41–12.79 0.048

2 10 6.50 2.06–10.94

Response to first‐line therapy

PR 11 15.27 ‐

SD 53 9.93 8.17–11.70 0.006

PD 7 6.27 3.44–9.09

Histological classification

Adenocarcinoma 15 8.80 6.82–10.78

Squamous cell carcinoma 45 10.57 6.48–14.65 0.138

Large cell carcinoma 11 8.87 3.36–14.37

Summary of adverse eventsEvent Grade

1 2Injection site pain 60

Local erythema 60

Injection site induration 71Fever 15 6

Cephalea 6

Arthralgias 11

Pruritus 38

High blood pressure 3

Kaplan-Meier overall survival curve. On the y-axis, the percentage of surviving is reported; on the x-axis, the time from entrance the study (months) is reported

OS: 9.93 months (95% CI, 8.61–11.25)1-year survival rate: 34%

Kaplan-Meier survival curves of patients who entered the study with partial response or disease stabilization and with a PS 1 after the first line of chemotherapy (black) or with progressive disease and/or a PS2 (grey). *p = 0.002, Log-rank test.