Nuevas dianas terapéuticas y sus rutas de señalización

Nuevas dianas terapéuticas
y sus rutas de señalización:
fundamentos y aplicaciones en cáncer
20-21 octubre 2005
Coordinadores: Hernán Cortés-Funes, ES
Enrique de Álava, ES
Manuel Hidalgo, EEUU
Auditorio:
Centro Nacional de Investigación Oncológicas (CNIO)
Melchor Fernández Almagro, 3
28029 Madrid
www.cnio.es
Nuevas dianas terapéuticas
y sus rutas de señalización:
fundamentos y aplicaciones en cáncer
Curso de la ESO en español
20-21 octubre 2005
Coordinadores: Hernán Cortés-Funes, ES
Enrique de Álava, ES
Manuel Hidalgo, EEUU
Auditorio Centro Nacional de Investigación Oncológicas (CNIO)
Melchor Fernández Almagro, 3
28029 Madrid
www.cnio.es
La reproducción del material de este libro está condicionada a la obtención previa del permiso correspondiente de los ponentes.
ÍNDICE
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
Programa del curso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
Lista de ponentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
Contribuciones de los ponentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
Sesión I: Metodología para la evaluación de los nuevos agentes sobre dianas moleculares . . . . .
Moderadores: Enrique de Álava y Vicente Guillem
15
Muestras y biobancos en Patología Molecular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Enrique de Álava
17
Identificación de dianas con técnicas de genómica y proteómica: estudios in vitro . . . . . . .
Nerea Martínez
23
Identificación de dianas con técnicas de genómica y proteómica: estudios in vivo . . . . . . .
Gema Moreno
27
Bioinformática: análisis de expresión genómica para la identificación de conjuntos
de genes implicados en cáncer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Javier de las Rivas
Índice
31
Sesión II: Los receptores de membrana como dianas terapéuticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Moderadores: Hernán Cortés-Funes y Josep Tabernero
35
Tratamiento oncológico basado en receptores de membrana: aspectos generales . . . . . .
Joan Albanell
37
Anticuerpos monoclonales inhibidores de EGFR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Josep Tabernero
41
Moléculas pequeñas inhibidores de EGFR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hernán Cortés-Funes
45
Inhibidores de VEGF y de VEGFR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Josep Tabernero
51
Agentes reguladores de C-Kit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Antonio López Pousa
55
Estrategias multi-receptor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Luis Paz-Ares
61
La ruta HedgeHog como diana terapéutica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Antonio Jimeno
65
Sesión III: Vías de señalización intracelular y núcleo celular como dianas terapéuticas . . . . . . .
Moderadores: Mariano Barbacid y Manel Esteller
69
Validación de dianas terapéuticas en oncología . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Mariano Barbacid
71
Ras como diana terapéutica e inhibidores de las MAP Kinasas . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Juan José Ventura
75
Inhibidores Scr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Erika Martinelli
79
5
6
La ruta mTOR como Diana Terapéutica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Manuel Hidalgo
83
Inhibidores de la tirosin kinasa bcr-abl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Juan L. Steegmann
87
Inhibidores HDC y genes silenciadores como agentes terapéuticos . . . . . . . . . . . . . . .
Manel Esteller
91
Fármacos moduladores del ciclo celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Antonio Jimeno
95
Sesión IV: Diseño y desarrollo de ensayos clínicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Moderadores: Manuel Hidalgo y Joan Albanell
99
Farmacodinámica en el desarrollo de fármacos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Joan Albanell
101
Farmacogenómica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Miquel Taron
105
Nuevas dianas terapéuticas y sus rutas de señalización:
fundamentos y aplicaciones en cáncer
Introducción
L
a identificación a lo largo de los últimos 10 ó 15 años de nuevas dianas terapéuticas ha supuesto
un cambio fundamental en las estrategias para el tratamiento del cáncer y en la investigación y
desarrollo de nuevos fármacos. La definición de tratamientos personalizados o adecuados al perfil
genético de cada tumor y de cada paciente empieza a ser ya una incipiente realidad, especialmente en
lo que respecta al diagnóstico y pronóstico de la enfermedad. Además, son numerosos los fármacos
específicos para determinadas dianas terapéuticas que en la actualidad se encuentran en fase de
investigación.
Todo ello plantea la necesidad de una actualización permanente de los conocimientos de los
profesionales relacionados con el tratamiento y la investigación del cáncer (oncólogos clínicos, farmacólogos,
patólogos, investigadores básicos, personal técnico, etc.), así como de revisar los actuales planteamientos
clínicos de abordaje terapéutico del cáncer. El curso Nueva dianas terapéuticas y sus rutas de señalización:
fundamentos y aplicaciones en cáncer, el tercero que la ESO celebra en el Centro Nacional de Investigaciones
Oncológicas (CNIO), surge como una aportación más para cumplir estos objetivos. En él se abordará
la evaluación y estudio de nuevas dianas terapéuticos tanto en la membrana celular como en las rutas
de señalización y el núcleo celular. Asimismo, se analizarán las mejores estrategias de diseño y desarrollo
de ensayos clínicos. El curso finalizará con una mesa redonda en la que se debatirán las perspectivas
de aplicación de nuevos conceptos en el desarrollo de fármacos y en el diagnóstico y tratamiento del
cáncer de forma individualizada.
Les damos la bienvenida al CNIO y agradecemos su asistencia a este curso que, conforme al
lema de la Escuela Europea de Oncología (ESO): “Learning to care” / “Aprendiendo a curar”, esperamos
que sea fructífero y que, con la ayuda de este libro en el que se recogen los resúmenes de las
conferencias, les sirva para profundizar en sus contenidos.
Hernán Cortés-Funes
Jefe de Servicio de Oncología Médica.
Hospital Universitario 12 de Octubre, Madrid
Enrique de Álava
Director. Programa de Patología Molecular. Banco de Tumores.
Centro de Investigación del Cáncer (CIC), Salamanca
Manuel Hidalgo
Profesor Asociado de Oncología y Co-director
del Programa de Desarrollo de Nuevas Drogas.
Sidney Kimmel Comprehensive Cancer Center,
Universidad Johns Hopkins, Baltimore
Introducción
7
PROGRAMA
Jueves 20 de octubre
09.00
Entrega de documentación
09.45
Bienvenida e Introducción – Coordinadores del curso
Sesión I
Metodología para la evaluación de los nuevos agentes sobre dianas
moleculares
Moderadores: Enrique de Álava y Vicente Guillem
10.00
Muestras y biobancos en Patología Molecular
Enrique de Álava, Centro de Investigación del Cáncer (CIC, CSIC-USAL), Salamanca
10.30
Identificación de dianas con técnicas de genómica y proteómica:
estudios in vitro
Nerea Martínez, Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), Madrid
11.00
Identificación de dianas con técnicas de genómica y proteómica:
estudios in vivo
Gema Moreno, Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), Madrid
Café (11.30 - 12.00)
12.00
Bioinformática: análisis de expresión genómica para la identificación
de conjuntos de genes implicados en cáncer
Javier de las Rivas, Centro de Investigación del Cáncer (CIC, CSIC-USAL), Salamanca
12.30
Aspectos generales de los ensayos clínicos con nuevas moléculas *
Vicente Guillem, Instituto Valenciano de Oncología (IVO), Valencia
13.00
Discusión
Almuerzo (13.30 - 15.00)
Sesión II Los receptores de membrana como dianas terapéuticas
Moderadores: Hernán Cortés-Funes y Josep Tabernero
15.00
Tratamiento oncológico basado en receptores de membrana: aspectos generales
Joan Albanell, Hospital del Mar, Barcelona
15.30
Anticuerpos monoclonales inhibidores de EGFR
Josep Tabernero, Hospitales Vall d’Hebron, Barcelona
16.00
Moléculas pequeñas inhibidores de EGFR
Hernán Cortés Funes, Hospital Universitario 12 de Octubre, Madrid
Programa
9
16.30
Inhibidores de VEGF y de VEGFR
Josep Tabernero, Hospitales Vall d’Hebron, Barcelona
Café (17.00 - 17.30)
17.30
Agentes reguladores de C-Kit
Antonio López Pousa, Hospital de San Pau, Barcelona
18.00
Estrategias multi-receptor
Luis Paz-Ares, Hospital Universitario 12 de Octubre, Madrid
18.30
La ruta HedgeHog como diana terapéutica
Antonio Jimeno, Kimmel Comprehensive Cancer Center, Universidad Johns Hopkins,
Baltimore, EEUU
19.00
Discusión
Viernes 21 de octubre
Sesión III Vías de señalización intracelular y núcleo celular como dianas
terapéuticas
Moderadores: Mariano Barbacid y Manel Esteller
09.30
Validación de dianas terapéuticas en oncología
Mariano Barbacid, Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), Madrid
10.00
Ras como diana terapéutica e inhibidores de las MAP Kinasas
Juan José Ventura, Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), Madrid
10.30
Inhibidores Scr
Erika Martinelli, Hospital Vall d’Hebron, Barcelona
11.00
La ruta mTOR como Diana Terapéutica
Manuel Hidalgo, Kimmel Comprehensive Cancer Center, Universidad Johns Hopkins,
Baltimore, EEUU
Café (11.30 - 12.00)
12.00
Inhibidores de la tirosin kinasa bcr-abl
Juan L. Steegmann, Hospital Universitario La Princesa, Madrid
12.30
Inhibidores HDC y genes silenciadores como agentes terapéuticos
Manel Esteller, Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), Madrid
13.00
Fármacos moduladores del ciclo celular
Antonio Jimeno, Kimmel Comprehensive Cancer Center, Universidad Johns Hopkins,
Baltimore, EEUU
13.30
Discusión
Almuerzo (14.00 - 15.30)
10
Nuevas dianas terapéuticas y sus rutas de señalización:
fundamentos y aplicaciones en cáncer
Sesión IV Diseño y desarrollo de ensayos clínicos
Moderadores: Manuel Hidalgo y Joan Albanell
15.30
Farmacodinámica en el desarrollo de fármacos
Joan Albanell, Hospital del Mar, Barcelona
16.00
Farmacogenómica
Miquel Taron, ICO-Hospital Germans Trias i Pujol, Barcelona
16.30
Mutaciones y otros factores biológicos como estrategias de selección
de pacientes en estudios con nuevos fármacos *
Manuel Hidalgo, Kimmel Comprehensive Cancer Center, Universidad Johns Hopkins,
Baltimore, EEUU
17.30
Discusión
Café (18.00 - 18.30)
18.30
Mesa redonda: Perspectivas para la aplicación de los nuevos
conceptos en el desarrollo de fármacos, en el diagnóstico,
y en el tratamiento del paciente oncológico
Moderadores: Enrique de Álava y Hernán Cortés-Funes
Centros de Investigación Oncológica
Manuel Hidalgo, Kimmel Comprehensive Cancer Center, Universidad Johns Hopkins,
Baltimore, EEUU
Servicios de Oncología Médica
Hernán Cortés-Funes, Hospital Universitario 12 de octubre, Madrid
Papel de la Industria Farmacéutica
Pedro Santabárbara, PharmaMar, Madrid
Comités de Ética
Dolores Crespo, Hospital Ramón y Cajal, Madrid
Papel de las Ligas de Cáncer
Vicente Guillem, Instituto Valenciano de Oncología, Valencia
Política Científica de la Administración
Joaquín Arenas, Instituto de Salud Carlos III, Madrid
20.00
Entrega de certificados de participación y clausura del curso
* Resumen no incluído en el libro
Programa
11
PONENTES
Enrique de Álava
(edealava@usal.es)
Director del Programa de Patología Molecular. Banco de Tumores. Centro de Investigación del
Cáncer (CIC, CSIC-USAL), Salamanca, ES
Joan Albanell
(96087@imas.imim.es)
Jefe del Servicio de Oncología Médica. Hospital del Mar, Barcelona, ES
Joaquín Arenas
(direccion@isciii.es)
Subdirector General de Evaluación y Fomento de la Investigación. Instituto de Salud Carlos III,
Madrid, ES
Mariano Barbacid
(mbarbacid@cnio.es)
Director del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) y Jefe del Grupo de Oncología
Experimental. Programa de Oncología Molecular. CNIO, Madrid, ES
Hernán Cortés-Funes
(hcortes_funes@oncocenter.com)
Jefe de Servicio de Oncología Médica. Hospital Universitario 12 de Octubre, Madrid, ES
Dolores Crespo
(mcrespo.hrc@salud.madrid.org)
Vicepresidenta de la Comisión de Bioética de la Consejería de Salud de la Comunidad de Madrid.
Psiquiatra del Hospital Universitario Ramón y Cajal y Presidenta de la Sociedad Madrileña de
Psiquiatría. Madrid, ES
Manel Esteller
(mesteller@cnio.es)
Jefe del Grupo Epigenética del Cáncer. Programa de Patología Molecular. CNIO, Madrid, ES
Vicente Guillem
(vguillem@fivo.org)
Jefe de Servicio de Oncología Médica. Instituto Valenciano de Oncología y presidente del Comité
Técnico de la aecc, Valencia, ES
Manuel Hidalgo
(mhidalg1@jhmi.edu)
Profesor Asociado de Oncología y Co-director del Programa de Desarrollo de Nuevas Drogas.
Sidney Kimmel Comprehensive Cancer Center. Universidad Johns Hopkins, Baltimore, EEUU.
Antonio Jimeno
(ajimeno1@jhmi.edu)
Investigador del Programa de Desarrollo de Nuevas Drogas. Sidney Kimmel Comprehensive Cancer
Center. Universidad Johns Hopkins, Baltimore, EEUU.
12
Nuevas dianas terapéuticas y sus rutas de señalización:
fundamentos y aplicaciones en cáncer
Antonio López Pousa
(alopezp@santpau.es)
Jefe Clínico del Servicio de Oncología Médica. Hospital San Pau, Barcelona, ES
Erika Martinelli
(ermartinelli@vhebron.net)
Investigador de la Unidad de Oncología Médica. Hospitales Vall d’Hebron, Barcelona, ES
Nerea Martínez
(nmartinez@cnio.es)
Investigador del Grupo de Linfomas. Programa de Patología Molecular. CNIO, Madrid, ES
Gema Moreno
(gmoreno@cnio.es)
Investigador del Grupo de Cáncer Mamario y Ginecológico. Programa de Patología Molecular.
CNIO, Madrid, ES
Luis Paz-Ares
(lpaz.hdoc@salud.madrid.org)
Investigador del Servicio de Oncología Médica. Hospital Universitario 12 de Octubre, Madrid, ES
Javier de las Rivas
(jrivas@usal.es)
Investigador del Grupo de Investigación Bioinformática y Genómica Funcional. Centro de Investigación
del Cáncer (CIC, CSIC-USAL), Salamanca, ES
Pedro Santabárbara
(psantabarbara@pharmamar.com)
Director Senior del Departamento de Desarrollo Clínico. Pharmamar, Madrid, ES
Juan Luis Steegmann
(jlsteegmann@telefonica.net)
Médico Adjunto del Servicio de Hematología. Hospital Universitario de La Princesa, Madrid, ES
Josep Tabernero
(jtabernero@vhebron.net)
Jefe de Sección del Servicio de Oncología. Hospitales Vall d’Hebron, Barcelona, ES
Miquel Taron
(mtaron@saludalia.com)
Jefe del Laboratorio de Biología Molecular del Cáncer. ICO-Hospital Germans Trias i Pujol,
Barcelona, ES
Juan Jose Ventura
(jjventura@cnio.es)
Investigador del Grupo de Señalización y Ciclo Celular. Programa de Oncología Molecular.
CNIO, Madrid, ES
Ponentes
13
Sesión 1
METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN
DE LOS NUEVOS AGENTES
SOBRE DIANAS MOLECULARES
Moderadores: Enrique de Álava y Vicente Guillem
MUESTRAS Y BIOBANCOS
EN PATOLOGÍA MOLECULAR
Enrique de Alava
Programa de Patología Molecular.
Banco de Tumores. Centro de Investigación
del Cáncer (CIC, CSIC-USAL), Salamanca
Muestras y Biobancos en Patología Molecular
Enrique de Alava
Programa de Patología Molecular.
Banco de tumores. Centro de Investigación
del Cáncer (CIC, CSIC-USAL), Salamanca
A modo de introducción. Los bancos de Tumores y la Patología Molecular (PM)
P
uesto que el cáncer es una enfermedad fundamentalmente genética, la PM estudia las alteraciones
genéticas, generalmente adquiridas, presentes en las biopsias, citologías, o el material obtenido de
autopsias. Los genes clave en el desarrollo del cáncer son los implicados en las decisiones fundamentales
de la célula, como la supervivencia, la proliferación o la apoptosis. La tecnología empleada en PM es
progresivamente más compleja y más cara. Inicialmente se ha basado en el estudio de las alteraciones
de la secuencia o expresión de un sólo gen en cada experimento, bien mediante técnicas de hibridación
(Hibridación in situ, FISH, Southern-Northern-Western blot), bien mediante técnicas de amplificación de
secuencias génicas (PCR y sus variantes). En la actualidad se han incorporado técnicas que permiten el
análisis de la expresión de múltiples genes simultáneamente, tanto a nivel de los ácidos nucleicos
(genómica), como de sus proteínas (Proteómica).
El material sobre el que se desarrollan estos estudios son habitualmente muestras obtenidas
mediante biopsias o citologías, aunque también pueden llevase a cabo sobre modelos celulares o animales.
Los ácidos nucleicos y proteínas son lábiles, y requieren que el tejido se preserve y almacene
adecuadamente para permitir su análisis. Este es el sentido de los bancos de tumores, en cuya gestión
el patólogo es una pieza clave, aunque implican a muchos otros profesionales (personal técnico, oncólogos,
cirujanos, miembros de comités de ética, etc.). La gestión de la información clínica o molecular almacenada
debe realizarse con un profundo sentido ético. Algunos modos de añadir valor al banco de tejidos
incluyen facilitar a los investigadores los ácidos nucleicos ya extraídos de los tejidos, realizar microdisección
por láser de los mismos, o fabricar matrices de tejidos para el cribaje amplio de alteraciones proteicas
o genéticas y su fácil correlación tisular.
¿Qué es un Banco de Tumores?
¿Para qué sirve un Banco de Tumores? ¿Y una red cooperativa?
¿Cómo funcionan?
¿Quién tiene acceso a las muestras?
Estas son algunas de las preguntas que los asistentes al curso podéis tener. Sin perjuicio de que al
final del curso tengáis más preguntas que al principio (lo que sería muy sano), en esta primera charla
nos proponemos intentar responder unas cuantas preguntas básicas.
¿Qué es un Banco de Tumores?
Un banco de tejidos y tumores (BT) es una colección ordenada de muestras tisulares y citológicas,
habitualmente humanas, cuyo uso va destinado fundamentalmente a la investigación biomédica, aunque
en ocasiones pueden ser reservorio temporal de muestras susceptibles de ser utilizadas para estudios
diagnósticos o pronósticos de los pacientes. La disponibilidad de este material recogido en condiciones
Muestras y Biobancos en Patología Molecular
19
óptimas permite desarrollar una investigación de transferencia que acerque los conocimientos de la
investigación biomédica básica a problemas clínicos relevantes.
¿Para qué sirve un Banco de Tumores?
La función que cumplen los Bancos de Tumores es dar apoyo a la investigación oncológica.
De manera más específica los principales objetivos de un BT son:
1. Crear y mantener una colección de muestras de tejidos normales y patológicos, recogidas en
condiciones óptimas, para ser utilizados en proyectos de investigación que pueden incluir su análisis
morfológico, fenotípico y molecular. Las muestras no deben ser almacenadas indiscriminadamente
sino que se deben establecer unos criterios de selección de tipos de patología y cantidad de cada
uno que el banco puede asumir. Cabe pensar que cada banco debería contar con:
● Unos fondos mínimos de los tipos tumorales más frecuentes (mama, colon, pulmón, estómago,
etc.).
● el mayor número de casos posibles de procesos inusuales (cáncer mesotelial, neoplasias
neurológicas, patologías inflamatorias raras, etc.)
● capacidad de colección prospectiva de series de patologías específicas que sean solicitadas
por grupos de investigación
2. Garantizar la calidad del material almacenado mediante un análisis morfológico de todas las muestras
incluidas en el banco, y asegurar su correlación anatomopatológica con el diagnóstico definitivo del
tejido.
3. Suministrar sin ánimo de lucro el anterior material a grupos de investigación de la propia institución,
o ajenos a la misma, que cumplan los requisitos científicos y éticos exigibles para el uso de este
tipo de muestras.
4. Un cuarto objetivo o servicio que puede aportar un BT, cuando la infraestructura y funcionamiento
de la unidad que lo alberga lo permitan, podría ser el dar soporte a la obtención de secciones
histológicas, preparados y extracciones de ácidos nucleicos o proteínas para aquellos grupos de
investigación que lo precisen en el desarrollo de sus propios proyectos.
De todo lo anterior se deduce que los bancos de tejidos y tumores no son meras colecciones inertes
de muestras sino que actúan con un conjunto de procedimientos protocolizados cuyo objetivo es la
obtención, manipulación, almacenamiento e incluso estudio de muestras tisulares con diferentes grados
posibles de procesamiento y por diferentes grupos de investigación.
Y una red cooperativa de bancos de tumores, ¿para qué sirve?
El desarrollo de redes de Bancos de Tumores tiene como objetivos fundamentales:
1. Consolidar los bancos de tumores existentes y dar soporte al desarrollo de otros centros asociados.
Para hacer factible este desarrollo, las redes deben facilitar: (i) La contratación de personal especialista
y técnico responsable de los bancos de tumores. (ii) La existencia de una infraestructura básica para
el mantenimiento y gestión de las muestras de los bancos.
2. Coordinar la actividad de los Bancos de Tumores de los diferentes centros de investigación que
garantice protocolos de trabajo técnicos, organizativos y ético-legales comunes para toda la red.
3. Incrementar la accesibilidad del material a los grupos de investigación.
20
Nuevas dianas terapéuticas y sus rutas de señalización:
fundamentos y aplicaciones en cáncer
¿Cómo funcionan?
Extraída una muestra para realizar la biopsia, se llevan a cabo los análisis necesarios para obtener un
diagnóstico definitivo. Si se cuenta con la autorización del enfermo (consentimiento informado) y hay
un excedente de tejido, éste pasa al Banco de Tumores. Superado este trámite, el personal técnico crea
el archivo, que estará controlado por una red informática para evitar errores de etiquetado.
¿Quién tiene acceso a las muestras?
Una vez que se han recibido, procesado y almacenado las muestras biológicas el archivo estará disponible
para los investigadores. El acceso no es libre, existe un reglamento que regula el acceso a las muestras.
Esta normativa varía de un Banco de Tumores a otro, aunque las siguientes condiciones suelen coincidir
en todos:
a)
El proyecto de investigación que solicita el acceso a las muestras debe justificar la
necesidad del acceso.
b)
El proyecto de investigación debe tener una financiación para poderse materializar.
c)
El proyecto de investigación debe ser considerado de interés y haber sido evaluado
favorablemente mediante un comité externo (p.ej. la ANEP).
d)
El proyecto de investigación debe aportar algo novedoso en el campo.
e)
Debe cumplirse una serie de requerimientos éticos.
En el caso de que se solicitara un determinado tipo de muestras y no hubiera suficientes muestras
para los estudios, se establecen prioridades de forma clara y objetiva. En principio también hay prioridades
en el acceso para aquellos centros que contribuyan con muestras, respecto aquellos centros que no
han participado.
Referencias
1. Ambros PF, Ambros IM; SIOP Europe Neuroblastoma Pathology, Biology, and Bone Marrow Group.
Pathology and biology guidelines for resectable and unresectable neuroblastic tumors and bone
marrow examination guidelines. Med Pediatr Oncol 2001;37:492-504.
2. Medical Research Council Ethics Working group. Human tissue and biological samples for use in
research. Operational and Ethical Guidelines. http://www.mrc.ac.uk 2001
3. Oosterhuis JW, Coebergh JW, van Veen EB. Tumour banks: well-guarded treasures in the interest of
patients. Nat Rev Cancer 2003;3:73-7.
Muestras y Biobancos en Patología Molecular
21
IDENTIFICACIÓN DE DIANAS
CON TÉCNICAS DE GENÓMICA
Y PROTEÓMICA:
ESTUDIOS IN VITRO
Nerea Martínez
Programa de Patología Molecular.
Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas
(CNIO), Madrid
Identificación de dianas con técnicas
de genómica y proteómica:
estudios in vitro
Nerea Martínez
Programa de Patología Molecular.
Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), Madrid
E
l desarrollo continuo de nuevas drogas contra el cáncer ha permitido en los últimos años elevar
enormemente la supervivencia de pacientes de diferentes tipos de cáncer. Uno de los mayores retos
actuales es optimizar el tratamiento para cada individuo, maximizando los beneficios y minimizando los
efectos negativos de la quimioterapia. Esto es lo que se conoce como terapia personalizada, y que
constituye una de las principales metas en la investigación del cáncer.
El conocimiento del genoma humano en los últimos años, y sobre todo el desarrollo de nuevas
técnicas de análisis masivo, tanto a nivel génico como proteico, está permitiendo establecer los mecanismos
de acción de nuevas drogas, así como las características genotípicas y/o fenotípicas de una célula o
paciente que hacen que un tratamiento sea efectivo. Estos marcadores pueden ser detectables en la
célula antes del tratamiento (niveles basales), o revelarse como consecuencia del tratamiento a lo largo
del tiempo. La segunda hipótesis se basa en que las células tumorales revelan un programa genómico
y proteómico después del tratamiento con una droga, el cual informa sobre el mecanismo de acción
y la sensibilidad potencial de la célula.
Se pueden utilizar diferentes estrategias in vitro dirigidas a revelar el mecanismo de acción de la
droga y la sensibilidad potencial de la célula:
● Estudio basal (células no tratadas) de líneas celulares sensibles y resistentes.
● Estudio dinámico de células tratadas con una droga determinada a lo largo del tiempo.
● De acuerdo a esta hipótesis, diversos modelos desarrollados para el estudio de diferentes
drogas sirven como ejemplo:
● Líneas celulares procedentes de pacientes con sarcoma de tejidos blandos tratadas con Yondelis.
● Líneas celulares de leucemia linfocítica aguda (ALL) y leucemia mieloide aguda (AML) tratadas
con Aplidina.
En ambos casos, es posible estudiar el perfil de expresión de las células mediante microarrays de
cDNA. El denominado chip o microarray de cDNA consiste en un soporte sólido, que contiene miles de
cDNAs específicos representantes de otros tantos genes. Hibridando el chip con cDNA marcado con
fluorocromos es posible conocer el nivel de expresión de esos genes en las diferentes muestras estudiadas,
y compararlas entre sí, por ejemplo células sensibles y resistentes a una droga, o células tratadas a diferentes
tiempos de tratamiento. Así se podrá determinar potenciales dianas de la droga y posibles marcadores de
sensibilidad/resistencia, que serán aquellos cuyos niveles de expresión varíen en las distintas muestras estudiadas.
Finalmente, el estudio de la fosforilación de proteínas mediante citometría de flujo constituye una
técnica muy útil para validar nuevas dianas terapéuticas, tanto en cultivos celulares como en células de
pacientes. La fosforilación de proteínas es crítica en el control de respuesta celular y regula la actividad
de proteínas en diferentes vías de señalización, apoptosis, ciclo celular, respuesta a estrés, entre otras.
Por tanto, es posible encontrar nuevas dianas analizando los cambios en la fosforilación de ciertas
proteínas en células sensibles o resistentes a una droga.
Identificación de dianas con técnicas de genómica y proteómica:
estudios in vitro
25
IDENTIFICACIÓN DE DIANAS
CON TÉCNICAS DE GENÓMICA
Y PROTEÓMICA:
ESTUDIOS IN VIVO
Gema Moreno-Bueno
Programa de Patología Molecular.
Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas
(CNIO), Madrid
Identificación de dianas con técnicas
de genómica y proteómica:
estudios in vivo
Gema Moreno-Bueno
Programa de Patología Molecular.
Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), Madrid
E
n el estudio de tumores, tanto la identificación de marcadores moleculares, como el diagnostico
precoz y la respuesta al tratamiento constituyen las principales metas de la investigación clínica actual
(Fig.1). La utilización de técnicas de nueva aplicación como la genómica y la proteómica, en combinación
con herramientas bioinformáticas, pueden ser
de gran interés.
El cáncer es una enfermedad compleja
multifactorial que afecta a una proporción
bastante significativa de la población. Así pues,
el uso de nuevos abordajes mas rápidos y
eficientes constituyen la base de la investigaciónclínica, centrándose así en la identificación de
nuevos marcadores implicados en el diagnostico
precoz, pronostico de la enfermedad y/o
respuesta al tratamiento.
Especialmente, el uso de arrays de expresión supone una herramienta muy robusta que hasta el
momento se ha centrado en la identificación de fenotipos moleculares en tumores como por ejemplo el
de mama, colon, pulmón, o próstata, entre otros. El sujeto de estos estudios ha sido identificar perfiles
genéticos que puedan ser aplicados al diagnostico o progresión de la enfermedad. Sin embargo, la estandarización
en la recolección de las muestras, el análisis o la validación han dificultado el uso de esta plataforma.
Conjuntamente con el uso de microarrays se ha ido desarrollando la utilización de plataformas
proteómicas en el estudio del cáncer. Tradicionalmente la electroforesis en dos dimensiones (2D_PAGE)
junto con la espectrometría de masas y la utilización de los denominados matrices de tejidos (tissuemicroarrays-TMA) forman las nuevas plataformas proteómicas. Aunque esta técnica da información de
proteínas individuales, hasta el momento su utilización en clínica es limitada, sin embargo podría tratarse
de una herramienta de gran interés en la caracterización y utilización de nuevas drogas. La proteómica
moderna, actualmente, se ha enfocado mas en el estudio de muestras serológicas, mediante la utilización
de espectrometría de masas, y ha centrado todo su esfuerzo en la identificación de nuevos marcadores
moleculares y dianas terapéuticas. El uso del análisis del patrón proteico en suero ha creado firmas
diagnosticas en cáncer de ovario, mama, y próstata, entre otros.
Un ejemplo claro de la utilización de la genómica y la proteómica en el estudio de cáncer es su
utilización en cáncer de mama. Así por ejemplo, en los últimos 10 años existen unas 3300 citas en el
Medline que utilizan la tecnología de arrays de expresión, de estas unas 200, aproximadamente, han
sido aplicadas al estudio de tumores de mama, y 100 de las 650 publicaciones centradas en la proteómica.
Cabe destacar la utilización de dichas técnicas como ha puesto de manifiesto recientemente el
Grupo Danés de Investigación Translacional en Cáncer de Mama. Dicho centro agrupa diversos laboratorios
y hospitales, con el fin de que cada muestra recibida de este tipo de tumores sigue un protocolo de
Identificación de dianas con técnicas de genómica y proteómica:
estudios in vivo
29
análisis genómico/proteómico preestablecido.
Dicho estudio esta supervisado por investigadores “básicos” (centrados en el análisis de
diversas áreas de conocimiento que incluyen:
ciclo celular, apoptosis, señalización celular, etc),
oncólogos, patólogos, y epidemiólogos; cuyo
objetivo principal es estudiar la enfermedad
desde un punto de vista molecular con el fin
de identificar nuevas vías de señalización, dianas
terapéuticas implicadas en el desarrollo de la
enfermedad.
Referencias
1. Carr KM, Rosenblatt K, Petricoin EF, Liotta LA. Genomic and proteomic approaches for studying
human cancer: prospects for true patient-tailored therapy. um Genomics. 2004 Jan;1:134-40. Review.
2. Chang JC, Hilsenbeck SG, Fuqua SA. The promise of microarrays in the management and treatment
of breast cancer. reast Cancer Res. 2005;7:100-104
3. Petricoin EF 3rd, Bichsel VE, Calvert VS, Espina V, Winters M, Young L, Belluco C, Trock BJ, Lippman
M, Fishman DA, Sgroi DC, Munson PJ, Esserman LJ, Liotta LA. Mapping molecular networks using
proteomics: a vision for patient-tailored combination therapy. J Clin Oncol. 2005 May 20;23:36143621. Review.
4. Celis JE, Gromov P, Gromova I, Moreira JM, Cabezon T, Ambartsumian N, Grigorian M, Lukanidin E,
Thor Straten P, Guldberg P, Bartkova J, Bartek J, Lukas J, Lukas C, Lykkesfeldt A, Jaattela M, Roepstorff
P, Bolund L, Orntoft T, Brunner N, Overgaard J, Sandelin K, Blichert-Toft M, Mouridsen H, Rank FE.
Integrating Proteomic and Functional Genomic Technologies in Discovery-driven Translational Breast
Cancer Research. Mol Cell Proteomics. 2003; 2:369-77.
30
Nuevas dianas terapéuticas y sus rutas de señalización:
fundamentos y aplicaciones en cáncer
BIOINFORMÁTICA:
ANÁLISIS DE EXPRESIÓN GENÓMICA
PARA LA IDENTIFICACIÓN
DE CONJUNTOS DE GENES
IMPLICADOS EN CÁNCER
Javier de las Rivas
Grupo de Investigación Bioinformática y Genómica Funcional.
Centro de Investigación del Cáncer (CIC, CSIC-USAL),
Salamanca
Bioinformática:
análisis de expresión genómica
para la identificación de conjuntos de genes
implicados en cáncer
Javier de Las Rivas
Grupo de Investigación Bioinformática y Genómica Funcional.
Centro de Investigación del Cáncer (CIC, CSIC-USAL), Salamanca
L
a bioinformática es un área de conocimiento emergente en el s. XXI clave en investigación biomédica por ser instrumento esencial para el análisis de datos de genómica, de proteómica, y biomoleculares. La complejidad de los sistemas vivos desde una célula, a un órgano o un organismo necesita abordajes computacionales capaces de integrar y manejar cuantitativamente miles de datos biomoleculares. Esta necesidad es mucho más impor tante cuando se quieren abordar estudios de
enfermedades complejas de etiología múltiple como el cáncer. El número de alteraciones que sufren
las células tumorales tanto las primarias como las que se transforman en metastásicas no está todavía bien definido. Sin embargo, existen actualmente tecnologías sólidas, sobre todo en genómica, que
aportan ya datos del estado de miles de genes, por ejemplo, datos de expresión genómica obtenidos
con la tecnología de microarrays que están siendo aplicados a muchos estudios de cáncer. Los microarrays de oligonucleótidos de alta densidad que permiten obtener “genome-wide expression profiles”, es decir, medir en un solo ensayo las cantidades de mRNA de todo el genoma expresado en
una muestra e identificar qué genes caracterizan ese estado y cual es su nivel de expresión. El correcto
análisis de los datos de expresión implica utilizar métodos estadísticos y bioinformáticos robustos que
permitan una adecuada normalización y comparación entre distintas muestras, y despues métodos que
encuentren los genes que presentan una expresión diferencial para el estado concreto que se estudia, por ejemplo, el estado alterado-enfermedad frente al estado control-sano para el caso de muestras derivadas de biopsias clínicas. En la ponencia se presentarán varios ejemplos de análisis de datos
reales y se comparará la capacidad y eficacia de varios métodos usados.
Finalmente, se abordará el tema de la transición desde los datos de expresión génica hacia los
“gene networks”, es decir, hacia el mapeo y descubrimeinto de redes funcionales transcriptómicas que
integran relaciones complejas entre conjuntos de genes que se coexpresan o que se alteran de modo
concordante. La obtención de estos datos más integrados supone la aplicación de métodos biocomputacionales capaces de identificar patrones de expresión, “expresion profiles”, y de agrupar genes
según dichos patrones. Este salto para poder explorar la complejidad implica también la capacidad de
integrar distintos niveles de información biológica, como la información funcional que viene derivada
del mapeo sobre ontología de genes, “gene ontology” (GO); o la información que viene derivada del
mapeo sobre redes conocidas de interacción de proteínas, llamadas interactomas. Todo ello, nos permitirá
explorar mejor la complejidad relacional de los sistemas vivos a nivel biomolecular.
En conclusión, la ponencia explicará como la bioinformática ayuda a integrar y contestualizar
cualquier estudio biomolecular concreto ya que está orientada a analizar de modo computacional e
integrado miles de datos procedentes de las distintas señales y elementos que intervienen en un proceso
biológico. Este tipo de abordajes son sin duda muy poderosos y capaces de cara a mejorar nuestro
entendimiento del cáncer como proceso biológico complejo y muchas veces desconocido.
Bioinformática: análisis de expresión genómica para la identificación
de conjuntos de genes implicados en cáncer
33
Serán de interés para esta ponencia las siguientes páginas web que se pueden consultar:
– www.ensembl.org (navegador genómico que incluye información completa sobre genoma humano)
– probeexplorer.cicancer.org (navegador genómico sencillo que mapea sondas de microarrays)
– www.sanger.ac.uk/genetics/CGP/ (Cancer Genome Project en el Sanger Center, UK)
Referencias
1. Desany B, Zhang Z (2004). Bioinformatics and cancer target discovery.
Drug Discov Today. 9:795-802
2. Khalil IG, Hill C (2005). Systems biology for cancer.
Current Opinion in Oncology. 17:44-48.
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Nat Genet. 37 Suppl:S38-45.
4. Rhodes DR, Chinnaiyan AM (2005). Integrative analysis of the cancer transcriptome.
Nat Genet. 37 Suppl:S31-37.
5. Liu ET (2005) Expression genomics and drug development: towards predictive pharmacology.
Brief Funct Genomic Proteomic. 3:303-321.
34
Nuevas dianas terapéuticas y sus rutas de señalización:
fundamentos y aplicaciones en cáncer
Sesión I1
LOS RECEPTORES DE MEMBRANA
COMO DIANAS TERAPÉUTICAS
Moderadores: Hernán Cortés-Funes
y Josep Tabernero
TRATAMIENTO ONCOLÓGICO
BASADO EN RECEPTORES
DE MEMBRANA:
ASPECTOS GENERALES
Joan Albanell
Servicio de Oncología Médica.
Hospital del Mar, Barcelona
Tratamiento oncológico basado en receptores
de membrana: aspectos generales
Joan Albanell
Servicio de Oncología Médica.
Hospital del Mar, Barcelona
Receptores de la familia ErbB
E
ntre los receptores de factores de crecimiento mejor caracterizados en neoplasias epiteliales figuran
los receptores de la familia ErbB (también conocidos como receptores tirosina quinasa de tipo I).
Esta familia está compuesta de cuatro receptores: el receptor para el factor de crecimiento epidérmico
(EGFR, ErbB-1 o HER1), HER2 (ErbB-2), HER3 (ErbB-3) y HER4 (ErbB-4). Estos receptores, localizados
en la membrana plasmática, están compuestos de un dominio extracelular de unión al ligando, un
segmento lipofílico transmembrana y un dominio intracelular con actividad tirosina quinasa (TK). Los
receptores de la familia ErbB son activados por dimerización, que puede ser entre dos receptores
idénticos (homodimerización) o entre diferentes miembros de la misma familia (heterodimerización).
Los mecanismos que provocan la dimerización son la unión del ligando (factor de crecimiento), la
sobreexpresión del receptor y la transactivación por un receptor homólogo (heterodimerización). La
activación de la TK del receptor es el suceso clave que inicia la cascada de señales de transducción
intracelulares tales como Ras/Raf/MAPK o PI3K/Akt, que regulan la proliferación, la diferenciación, la
supervivencia celular y la angiogénesis.
Los receptores EGFR y HER2 son dianas terapéuticas válidas para el tratamiento del cánceres
tales como mama, pulmón o cabeza y cuello. En particular, el concepto de estos receptores como
dianas antitumorales se basa en una serie de puntos: la sobre-expresión de HER2, o la co-expresión
de altos niveles de EGFR y sus ligandos causa la transformación maligna; la expresión del HER2 o EGFR
es alta en muchos tumores; la sobreexpresión de HER2 y posiblemente de EGFR se correlaciona con
mal pronóstico; y anticuerpos monoclonales o inhibidores de tirosina quinasa dirigidos contra estos
receptores pueden inhibir el crecimiento tumoral in vitro e in vivo (Arteaga 2001). Los estudios con
los distintos agentes específicos se presentaran en otras sesiones.
Un aspecto importante a considerar es que la expresión del receptor, por ejemplo, EGFR no
implica necesariamente que el receptor sea el elemento clave o el único factor responsable del crecimiento
tumoral. Los posibles mecanismos de resistencia a terapias anti-receptor incluyen, al menos, los siguientes:
(1) ausencia de expresión y/o activación del EGFR o HER2; (2) co-activación de otros receptores (p.ej.
HER2, IGF-I R); (3) mutaciones que activen moléculas de transducción de señal intracelulares tales como
Akt o Ras (4) ausencia o niveles bajo de inhibidores del ciclo celular tales como p27Kip1.
Otros receptores de membrana
Otras familias de receptores de membrana, tales como el c-kit, PDGFR, FGFR o de receptores de
sistemas angiogénicos (VEGFR1, VEGFR2), son también dianas moleculares atractivas frente a una amplia
variedad de tumores. Al igual que para los receptores de la familia ErbB, se han diseñado tanto
inhibidores de la actividad tirosina quinasa, como anticuerpos monoclonales frente a los dominios
extracelulares del receptor (y también anticuerpos monoclonales que se dirigen contra los ligandos
de estos receptores). Algunos de ellos han tenido gran éxito clínico (p.ej. imatinib en GIST con mutación
de c-kit).
Tratamiento oncológico basado en receptores
de membrana: aspectos generales
39
Un concepto que está emergiendo con fuerza es el desarrollo de inhibidores tirosina quinasa
‘sucios’ o inhibidores multi-diana que bloquean la activación de múltiples receptores. Un ejemplo es el
compuesto Sutent u otros similares, que inhibe la actividad quinasa de VEGFR, PDGFR y FGFR, y ha
mostrado prometedores resultados en una variedad de tumores tales como hipernefroma o tumores
de mama.
Referencias
1. Albanell J, Ross J. The Epidermal growth factor receptor (EGFR) and other growth factors and
receptors. En: Molecular Oncology of Breast Cancer. Jones and Bartlett Publishers. Editors Dr. G.
Hortobagyi, J. Ross. Pag. 256-275, 2005
2. Arteaga CL: The epidermal growth factor receptor: from mutant oncogene in nonhuman cancers to
therapeutic target in human neoplasia. J Clin Oncol 19:32S-40S., 2001
3. Baselga J, Albanell J, Ruiz A, et al: Phase II and tumor pharmacodynamic study of gefinitib (ZD1839)
in patients with advanced breast cancer. J Clin Oncol 2005
4. Cortes-Funes H, Gomez C, Rosell R, et al. Epidermal growth factor receptor activating mutations in
Spanish gefitinib-treated non-small-cell lung cancer patients. Ann Oncol. 2005 Jul;16(7):1081-6. Epub
2005 Apr 25
5. Gomez et al. A Phase II, Randomized Trial Using the Small Molecule . Kinase Inhibitor Lapatinib as a
First-Line Treatment in Patients with FISH Positive Advanced or Metastatic Breast Cancer. Proc ASCO
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6. Hidalgo M, Siu L, Nemunaitis J, Rizzo J, et al: Phase I and pharmacologic study of OSI-774, an epidermal
growth factor receptor tyrosine kinase inhibitor, in patients with advanced solid malignancies. J Clin
Oncol 19:3267-3279, 2001
7. Jimeno A. Hidalgo M. Promises and pitfalls in the prediction of antiepidermal growth factor receptor
activity. Expert Rev Anticancer Ther. 2005 Aug;5(4):727-35.
8. Mendelsohn J: Targeting the epidermal growth factor receptor for cancer therapy. J Clin Oncol 20:1s13, 2002
9. Miller et al. Phase II study of SU11248, a multitargeted receptor tyrosine kinase inhibitor (TKI), in
patients (pts) with previously treated metastatic breast cancer (MBC). Proc ASCO 2005, #563
40
Nuevas dianas terapéuticas y sus rutas de señalización:
fundamentos y aplicaciones en cáncer
ANTICUERPOS MONOCLONALES
INHIBIDORES DE EGFR
Josep Tabernero
Servicio de Oncología.
Hospitales Vall d’Hebron, Barcelona
Anticuerpos monoclonales
inhibidores de EGFR
Josep Tabernero
Servicio de Oncología.
Hospitales Vall d’Hebron, Barcelona
A
pesar de los avances conseguidos en el tratamiento del cáncer gracias a la introducción de nuevos
agentes quimioterápicos y la optimización de su combinación, los resultados obtenidos tanto en
la enfermedad localmente avanzada como en la enfermedad metastásica siguen siendo modestos. En
consecuencia, el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas que mejoren el pronóstico en estos
pacientes es absolutamente necesario.
El progresivo conocimiento de los mecanismos moleculares de las células neoplásicas ha permitido
desarrollar nuevos fármacos que están destinados a bloquear la acción de diferentes proteínas
comprometidas en las diferentes vías de señalización críticas para el crecimiento y división celular. Una
de las vías más desarrolladas comprende la señalización mediada por el receptor del factor de crecimiento
epidérmico (EGFR).
El EGFR es una proteína tirosina-cinasa que pertenece a la familia erb/HER, la cual está formada por
una porción extracelular con un extremo amino-terminal el cual desarrolla función de ligando, una región
hidrofóbica transmembrana y un dominio intracelular con actividad tirosina-cinasa. La unión de los ligandos
(TGF-? y EGF) a la parte extracelular del EGFR estimula tanto la homodimerización como la heterodimerización
del receptor con otro receptor de la misma familia, permitiendo la fosforilización de la parte tirosina-cinasa
de la proteína y por tanto su activación. A partir de aquí se inicia la cascada de transducción celular que
tendrá como proceso final una activación de la tumorogénesis; estimulando la división celular, la migración
y posterior formación de metástasis, la angiogénesis, la desdiferenciación celular y la inhibición de la apoptosis.
La expresión del EGFR ha sido evaluada en múltiples tumores sólidos, siendo los que presentan mayor
expresión el cáncer colorrectal (72-89%), los tumores escamosos de cabeza y cuello (95-100%), el cáncer
de pulmón no microcítico (40-80%) y la neoplasia de mama (14-91%). La sobreexpresión del EGFR confiere
a la enfermedad un peor pronóstico y una peor respuesta a la quimioterapia por lo que el EGFR se ha
establecido como una diana importante en el tratamiento del cáncer.
Existen múltiples estrategias para inhibir el receptor, pero las más ampliamente desarrolladas han
sido dos: los anticuerpos monoclonales, que se unen al dominio externo del receptor con alta afinidad
compitiendo con sus ligandos naturales y las moléculas de bajo peso molecular que inhiben la actividad
tirosina-cinasa del receptor a nivel intracelular.
Cetuximab (C225, ErbituxÆ) es el anticuerpo monoclonal dirigido contra el EGFR con mayor
desarrollo clínico y con resultados esperanzadores en el cáncer colorrectal y otros tumores del tracto
gastrointestinal superior, en el cáncer de pulmón no microcítico y en el cáncer de cabeza y cuello.
Cetuximab ha sido aprobado para el tratamiento del cáncer de colon avanzado refractario a la
quimioterapia basada en irinotecan. No obstante, el amplio desarrollo actual probablemente determinará
su aprobación en otras situaciones del cáncer colorrectal y en otros tumores.
Existen otros anticuerpos monoclonales dirigidos contra el EGFR en curso e desarrollo clínico
como panitumumab (ABX-EGF), matuzumab (EMD72000) y h-R3.
En esta sesión se expondrá la situación actual de aprobación y desarrollo de estos anticuerpos
monoclonales dirigidos contra el EGFR.
Anticuerpos monoclonales inhibidores de EGFR
43
Referencias
1. Mendelsohn J, et al. J Clin Oncol 2002;20:1S–13S.
2. Baselga J, et al. J Clin Oncol 2000;18:904–914.
3. Saltz LB, et al. J Clin Oncol 2004;22:1201-1208.
4. Saltz LB, et al. Proc Am Soc Clin Oncol 2001;20:3a(A7)
5. Cunningham D, et al. N Engl J Med 2004;351:337-45.
44
Nuevas dianas terapéuticas y sus rutas de señalización:
fundamentos y aplicaciones en cáncer
MOLÉCULAS PEQUEÑAS
INHIBIDORES DE EGFR
Hernán Cortés-Funes
Servicio de Oncología Médica.
Hospital Universitario 12 de Octubre, Madrid
Moléculas Pequeñas Inhibidoras del EGFR
Hernán Cortés-Funes
Servicio de Oncología Médica.
Hospital Universitario 12 de Octubre, Madrid
E
l receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR), es un receptor con actividad tirosincinasa,
frecuentemente sobreexpresado y activado a su estado fosforilado en el cáncer de pulmón no
microcítico (NSCLC). La actividad de la tirosincinasa del EGFR fosforilado en las células tumorales
produce la fosforilación de una cascada de proteínas que estimulan la proliferación celular, la invasión
y la metástasis, así como la inhibición de la apoptosis. Debido a que diversos tipos de tumores
sobreexpresan EGFR, su dominio tirosincinasa es un blanco señalado para un tratamiento molecularmente
dirigido.
El hallazgo de que tratamientos dirigidos contra el EGFR producía beneficios clínicos sustanciales
en un 10-20% de pacientes con NSCLC avanzado ha sido de vital importancia en el tratamiento de
estos tumores1-3.
En el momento actual contamos con dos moléculas pequeñas de estructura química simple
(anilinoquinazolinas), de administración oral que producen inhibición de la tirosincinasa del EGFR, el
gefitinib (Iressa) y el erlotinib (Tarceva), que han sido aprobados en Estados Unidos para el uso como
segunda o tercera línea de tratamiento del NSCLC avanzado. Comparado con placebo, el tratamiento
con erlotinib mejoró la tasa de supervivencia a un año, del 22 al 31%, en pacientes con NSCLC
metastático en progresión tras recibir un tratamiento de quimioterapia previa (Estudio BR-21)10.
Particularmente impactantes fueron las dramáticas respuestas clínicas de larga duración ocasionalmente
observadas (de varios años de duración). El gefitinib también fue estudiado en comparación con placebo
(estudio ISEL) pero desgraciadamente no demostró mejor tasa de supervivencia que el placebo, a pesar
de la semejanza química9.
Recientemente dos grupos de investigadores comunicaron simultáneamente el impor tante
descubrimiento de que la mayoría de los pacientes que respondía a gefitinib tenía tumores con mutaciones
somáticas del EGFR (pequeñas deleciones, inserciones, o mutaciones missense puntuales) que afectaban
a aminoácidos críticos en la hendidura de unión del ATP en el dominio tirosincinasa del EGFR4,5. Esta
hendidura es precisamente el lugar de unión de los fármacos inhibidores. Estos EGFR mutantes poseen
una actividad tirosincinasa aumentada en respuesta al ligando (el factor de crecimiento epidérmico) y
son extremadamente sensibles a las anilinoquinazolinas inhibidoras del EGFR.
A pesar de los éxitos de la terapia molecularmente dirigida, sabemos que los tumores que
inicialmente responden a dichos fármacos se volverán, en el futuro, resistentes al tratamiento. Estudios
moleculares detallados en la leucemia mieloide crónica demostraron que la resistencia a imatinib se
asociaba a menudo con una mutación en el gen de fusión BCR-ABL6. Sin embargo, la importancia real
del descubrimiento de estas nuevas mutaciones es que se podrían diseñar e identificar nuevos fármacos
para inhibir el receptor resistente, permitiendo que pueda aplicarse una terapia eficaz de segunda línea
sobre el mismo blanco.
En un artículo publicado éste año en relación a éste tema, Kobayashi et al7 muestran que el
mismo principio es aplicable para un paciente con NSCLC que se vuelve resistente a la terapia dirigida
contra un EGFR mutado. Estos investigadores realizaron una segunda biopsia en un paciente con NSCLC
portador de una de las mutaciones que aumentan la susceptibilidad a gefitinib (delL747-S752) en el
exon 19 del gen del EGFR en la biopsia inicial. Este tumor había progresado tras una respuesta a
Moléculas pequeñas inhibidores de EGFR
47
gefitinib de 2 años de duración y el espécimen de dicha biopsia revela la presencia de una segunda
mutación en el dominio tirosincinasa del EGFR. Estudios moleculares y biológicos modelados por
ordenador mostraron que esta segunda mutación reemplazaba treonina por metionina en la posición
790 (T790M) en la hendidura catalizadora del dominio tirosincinasa del EGFR, la cual evita el acceso
de gefitinib al sitio de unión del mismo, mientras que por otro lado preserva la actividad de la cinasa
del receptor tras el estímulo del ligando. De esta forma, la función oncogénica del EGFR mutado se
mantenía, pero la capacidad de gefitinib o erlotinib de unirse al receptor se había perdido debido a
una segunda mutación. Los investigadores testaron otros inhibidores del EGFR con diferentes estructuras
moleculares y encontraron uno (CL-387,785) que inhibió el nuevo receptor mutado. Este modelo de
estudios proporciona una base molecular para la selección de un nuevo fármaco en segunda línea de
tratamiento.
La historia es aún más interesante debido a que la mutación del EGFR T790M corresponde
estructuralmente a la mutación treonina a isoleucina en la posición 315 del BCR-ABL, que normalmente
confiere resistencia a imatinib en la leucemia mieloide crónica. Este tipo de cambio en el EGFR ya fue
comunicado hace 2 años por otros investigadores, los cuales demostraron que provocaba la resistencia
a anilinoquinazolinas8. Este hallazgo sugiere que existen mecanismos de resistencia a fármacos comunes
a los inhibidores de tirosincinasa, los cuales podrían ser advertidos al inicio del tratamiento.
Sería importante descubrir en qué fase de la patogénesis del cáncer de pulmón ocurren las
mutaciones del EGFR. Si éstas se encuentran en las lesiones preneoplásicas, podrían detectarse, y si
están presentes, usar inhibidores de la tirosincinasa, que son relativamente poco tóxicos, como agentes
quimiopreventivos.
Estos hallazgos, así como los resultados en pacientes con leucemia mieloide crónica y sarcomas
gastrointestinales del la estroma (GIST), sugieren que cuando ocurre resistencia en un paciente con
cáncer de pulmón con una mutación de susceptibilidad a los inhibidores del EGFR previamente sensible
a anilinoquinazolinas, el tumor puede haber desarrollado otras mutaciones en el gen del EGFR que le
confieren resistencia al fármaco. Este trabajo también subraya la necesidad de la incorporación de
biopsias repetidas en los ensayos clínicos con nuevas terapias dirigidas.
48
Nuevas dianas terapéuticas y sus rutas de señalización:
fundamentos y aplicaciones en cáncer
Referencias
1. Fukuoka M, Yano S, Giaccone G, et al. Multi-institutional randomized phase II trial of gefitinib for
previously treated patients with advanced non-small-cell lung cancer (the IDEAL 1 Trial). J Clin Oncol
2003;21:2237-46. [Erratum, J Clin Oncol 2004;22:4811.]
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erlotinib in patients with non-small-cell lung cancer. J Clin Oncol 2004;22:3238-47.
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to gefitinib therapy. Science 2004;304:1497-500.
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ABL kinase inhibitor. Science 2004;305:399-401.
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reveals a hotspot for resistance formation against selective tyrosine kinase inhibitors. J Biol Chem
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9. Thacher N, et a. Lancet 2005 (en prensa).
10. Shepherd FA, Rodrigues Pereira J, Ciuleanu T, et al. Erlotinib in previously treated non-small-cell lung
cancer. N Engl J Med. 2005 Jul 14;353(2):200-2.
Moléculas pequeñas inhibidores de EGFR
49
INHIBIDORES DE VEGF Y VEGFR
Josep Tabernero
Servicio de Oncología.
Hospitales Vall d’Hebron, Barcelona
Inhibidores de VEGF y VEGFR
Josep Tabernero
Servicio de Oncología.
Hospitales Vall d’Hebron, Barcelona
L
a hipótesis angiogénica en el desarrollo del cáncer se inició en 1971, año en el que Judah Folkman
estableció por primera vez un vínculo entre la angiogénesis y el crecimiento tumoral. Folkman publicó
en el New England Journal of Medicine la hipótesis que establecía que el crecimiento tumoral dependía
del establecimiento de una red de supervivencia formada por los vasos sanguíneos. Cuatro años después,
Folkman y Brem, descubrieron la primera sustancia con actividad inhibidora de la angiogénesis.
En 1989, una vez establecida la importancia de la angiogénesis y sus implicaciones en el desarrollo
del cáncer por diferentes grupos investigadores, Napoleone Ferrara identificó el factor de crecimiento
endotelial vascular (VEGF) otorgándole el rol de principal mediador en el proceso angiogénico. El efecto
del VEGF está mediado por tres receptores con actividad tirosina-cinasa; VEGFR-1(Flt-1), VEGFR-2 (KDRFlk-1) y VEGFR-3 (Flt-4). Cuatro años después, un estudio desarrollado por Ferrara demostró que un
anticuerpo específico anti-VEGF podía inhibir el crecimiento tumoral en modelos animales. De esa
manera comenzó el desarrollo de una versión humana del anticuerpo anti-VEGF, bevacizumab.
Se han desarrollado diferentes estrategias para inhibir la señalización mediada por el VEGF; sin
embargo, sólo dos estrategias han alcanzado un amplio desarrollo clínico. La primera viene determinada
por la administración de anticuerpos monoclonales dirigidos contra el mismo ligando –como el
bevacizumab– o dirigidos contra el VEGFR –como el IMC-1C11–. La segunda estrategia incluye pequeñas
moléculas con actividad inhibidora de la tirosina-cinasa del VEGFR, tales como vatalanib (PTK787/ZK222584),
SU5416, AMG706, ZD6474, AEE788, SU6668 y SU11248. Otras estrategias en desarrollo más preliminar
son la administración de receptores solubles del VEGF –como el VEGF Trap– y la administración de
ribozimas dirigidos a disminuir la producción de VEGFR.
Bevacizumab (AvastinÆ) se ha convertido en el primer agente anti-angiogénico aprobado para el
abordaje terapéutico del cáncer. En la actualidad se ha autorizado su uso para el tratamiento en primera
línea del cáncer colorrectal metastásico en combinación con un régimen de quimioterapia basado en
la administración intravenosa de 5-fluorouracilo/ácido folínico con o sin irinotecan.
En la actualidad se está llevando a cabo un amplio programa de desarrollo clínico de bevacizumab
en otras situaciones de cáncer colorrectal, como el tratamiento adyuvante del cáncer de colon de alto
riesgo tras la cirugía radical y el tratamiento neoadyuvante del cáncer de recto. Bevacizumab se está
desarrollando también en otros tipos de tumores distintos al cáncer colorrectal. De hecho en el pasado
congreso de ASCO 2005 se han comunicado datos muy alentadores en el tratamiento del carcinoma
de pulmón no microcítico y del cáncer de mama metastáticos.
En esta sesión se presentará el estado actual de desarrollo de bevacizumab así como de otros
agentes antiangiogénicos.
Referencias
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2. Kabbinavar FF, et al. J Clin Oncol 2005;23:3697–705
3. Kabbinavar FF, et al. J Clin Oncol 2005;23:3706–12
4. Giantonio B, et al. Proc Am Soc Clin Oncol 2005;23:A1.
Inhibidores de VEGF y VEGFR
53
AGENTES REGULADORES
DE C-KIT
Antonio López Pousa
Servicio de Oncología Médica.
Hospital San Pau, Barcelona
Agentes reguladores de C-Kit
Antonio López Pousa
Servicio de Oncología Médica. Hospital San Pau, Barcelona
E
l descubrimiento a principios de los 80 de que mutaciones de oncogenes específicos que alteran
la actividad enzimática de las proteínas involucradas en las vías de regulación del ciclo celular podrían
ser usadas como dianas para la inhibición del crecimiento tumoral, dio lugar al desarrollo de una serie
de fármacos con capacidad inhibitoria más o menos específica en las diferentes vías de transducción
de señales.
KIT (CD 117) es una glicoproteína transmenbrana de 145 D con actividad tirosin-quinasa,
estructuralmente similar a PDGF o a MCSF que se expresa en células hematopoyéticas, células
intersticiales de Cajal (CIC), germinales, mastocitos y melanocitos. Es el receptor para la citokina “Stem
Cell Factor” (SCF) y en las células normales la actividad KIT-quinasa es activada solo cuando SCF está
unido al receptor provocando la homodimerización del KIT. Esta unión ligando-receptor desencadena
la actividad tirosin-quinasa intracelular con fosforilación de substratos y transducción de señales
intracelulares al núcleo. Sin embargo la actividad tirosin-quinasa del KIT se puede activar de forma
constitutiva por mutación o cambio de lectura de los diferentes exones del C-KIT, independiente de
su ligando natural SCF.
Druker describió en 1996 la importante actividad de una pequeña molécula conocida como
STI-571 (Imatinib mesilato), un derivado de la 5-fenilamino-pirimidina, que selectivamente bloquea la
actividad Abl-quinasa con destrucción “in vitro” de células de leucemia mieloide crónica (LMC). Inicialmente
desarrollada como inhibidor específico de PDGFR kinasa, demostró también actividad importante sobre
Abl y KIT-quinasas. En 1998 Hirota describió la presencia de mutaciones del protooncogen C-KIT en
5 pacientes con tumores del estroma gastrointestinal GIST, tumor originado en las células intersticiales
de Cajal clásicamente refractario a tratamiento con quimioterapia o radioterapia cuando se encuentra
en fase avanzada. La mutación localizada en el exón 11 resultaba en una ganancia de función de la
actividad enzimática de KIT tirosinquinasa. El hallazgo de que una mutación en GIST activaba una quinasa
era recordatorio del mecanismo Bcr-Abl en la LMC confirmando que la activación de KIT jugaba un
papel crítico en la patogénesis del GIST. Al mismo tiempo se determinó que STI-571 es un inhibidor
no completamente específico para Abl o el dominio quinasa de la proteína de fusión Bcr-Abl, que puede
también bloquear la actividad enzimática asociada con el receptor de transmenbrana tirosinquinasa KIT
y PDGFR. El 90% de los GIST presentan mutaciones, las más frecuentes en el exón 11 (entre el 57 y
71%) y exones 9 ó 13 (4-17%).
En 2001 Joensuu describió el primer caso de remisión de GIST avanzado tratado con 400 mg
de Imatinib. La EORTC realizó un estudio fase I en 36 pacientes con GIST avanzado C-Kit + con 69%
de respuestas, 19% estabilizaciones y 11% progresiones. Los autores recomendaron la dosis de 400 mg
para estudios fase II aunque 800 mg eran bien tolerados.
Un ensayo fase II multicéntrico (07/2000- 04/2001) reclutó 147 pacientes con GIST avanzado e
irresecable, pretratados, C-Kit +, comparando dos diferentes niveles de dosis de Imatinib (400 y 600 mg).
El 54% de los pacientes presentaron RP, 28% EE y 14% progresión (no diferencias entre 400 y 600).
Con un seguimiento medio de 9 meses, 120 pacientes permanecían en el estudio. En los pacientes que
respondieron, la captación en el tumor detectada por PET disminuyó a las 24h de iniciar el fármaco,
incluyendo pacientes sin respuesta valorable por medios convencionales (TAC, RMN) proponiéndose
la negativización rápida de la captación como factor predictor de respuesta. Los efectos tóxicos más
Agentes reguladores de C-Kit
57
importantes fueron: edemas, náuseas y diarrea leve a moderada. Toxicidad G 3-4 (hemorragia, dolor
abdominal) se observó en 21% de los pacientes siendo hemorragia intratumoral en el 1% y 4% de los
pacientes tratados con 400 y 600 mg respectivamente. Heinrich encontró mutación del KIT en el 88%
y de PDGFR en 4.7% de los casos. En los pacientes con mutación en el exón 11 del Kit la tasa de
respuesta fue del 83.5%, mientras que en la mutación del exón 9 fue del 47.8%. No se objetivaron
respuestas en pacientes sin mutaciones de C-KIT.
En dos ensayos fase III (EORTC 62005 y US Intergroup S0033) los pacientes fueron randomizados
a recibir dosis de Imatinib 400 o 800 mg al día. El estudio US Intergroup S0033 incluyó 746 pacientes
con el objetivo principal de evaluar la supervivencia global. Sólo el 4% de los pacientes discontinuaron
el tratamiento por toxicidad. El tiempo libre de progresión a los 12 meses de iniciar el tratamiento fue
del 80% y 82% respectivamente para las dosis de 400 y 800 mg. La supervivencia media a los 6 meses
fue del 91% y 92% y las respuestas del 43% y 41% (siguiendo criterios RECIST), con un porcentaje de
beneficio clínico (respuestas + estabilizaciones) del 75% y 73% respectivamente en la rama de 400 y
la de 800 mg.
El estudio EORTC 62005 incluyó 946 pacientes con objetivo de evaluar el beneficio de 800 mg
en la supervivencia libre de progresión. Con una mediana de seguimiento de 760 días, no hubo diferencias
significativas en respuestas entre ambas ramas, con un 5% y 6% de remisiones completas y 45 y 48%
de respuestas parciales respectivamente. El 56 y 50% de pacientes presentaron progresión en las dosis
de 400 y 800 mg. El tiempo a progresión fue significativamente mejor en la rama de 800 mg (p=0.026)
pero la reducción de dosis fue del 60% vs 16% (p=0.0001) favorable a 400 mg.
Se recomienda la dosis de 400 mg diarios como tratamiento de primera línea debido a la falta
de superioridad en supervivencia con dosis de 800 mg en los dos estudios citados y la ganancia marginal
en supervivencia libre de progresión en el estudio EORTC. En caso de progresión a la dosis de 400 mg
el aumento a 800 mg permite obtener respuestas en el 34-40% de pacientes con una media de
supervivencia libre de progresión a 12 meses del 18 y 30% respectivamente para ambos ensayos. La
interrupción de Imatinib frente a tratamiento continuo en los pacientes que obtienen remisión, se asocia
con mayor riesgo de recidiva por lo que se aconseja la administración continua.
Otras opciones terapéuticas incluyen los nuevos inhibidores de la tirosin-quinasa como el SU11248,
una pequeña molécula con capacidad de inhibición de múltiples receptores tirosin-quinasa incluyendo,
además de Kit, el VEGFR, PDGFR y Flt-3. Su actividad ha sido demostrada en ensayos fase II y III en
GIST refractario a Imatinib con aumento de 4 veces el tiempo a la progresión respecto a placebo, y
en ensayos fase II en neoplasia de mama y carcinoma renal.
La eficacia clínica que se ha documentado demuestra cómo un inhibidor específico ha modificado
la supervivencia de los pacientes y ha hecho que algunos de los tratamientos clásicos deban ser revisados
como alternativas terapéuticas válidas actualmente.
58
Nuevas dianas terapéuticas y sus rutas de señalización:
fundamentos y aplicaciones en cáncer
Referencias
1. Markku Miettinen, MD WA’El El-rifai, MD Leslie H et al. Evaluation and prognosis of gastrointestinal
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10. MC Heinrich, CL Corless, GD Demetri et al. Kinase mutations and Imatinib response in patients
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with high-dose imatinib: randomised trial. Lancet. 2004 Sep 25-Oct 1;364(9440):1127-34.
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Placebo-controled trial of SU11248 in Patients following failure to Imatinib for Metastatic GIST.
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15. Miller KD, Burnstein HJ, Elias AD, et al. Phase II study of SU11248, a multi-targeted tyrosine kinase
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for patients with metastatic renal cell carcinoma. ASCO 2005, Abstract 4508
Agentes reguladores de C-Kit
59
ESTRATEGIAS MULTI-RECEPTOR
Luis Paz-Ares
Servicio de Oncología Médica.
Hospital Universitario 12 de Octubre, Madrid
Estrategias Multi-receptor
Luis Paz-Ares
Servicio de Oncología Médica.
Hospital Universitario 12 de Octubre, Madrid
L
as señales de los factores de crecimiento se propagan desde la superficie celular al entorno intracelular
a través de cascadas de quinasas que modulan funciones críticas tales como el crecimiento,
diferenciación, angiogénesis y apóptosis. Estas quinasas incluyen receptores trans-membrana, como el
receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR), y quinasas citoplasmáticas, como la quinasa Src.
Frecuentemente estas vías de señalización están explotados en las enfermedades malignas al objeto de
optimizar el crecimiento tumoral y capacidad metastática, y representan, por tanto, dianas racionalmente
atractivas para intervención terapéutica. En esta ponencia revisamos el estado de desarrollo de “las
pequeñas moleculas” inhibitorias de múltiples moléculas disponibles para el tratamiento antineoplásico.
Estos inhibidores generalmente dificultan la fosforilación de diferentes proteina-quinasas de receptores
de membrana, como los receptores del factor de crecimiento del endotelio vascular (VEGFR), del factor
de crecimiento derivado de plaquetas (PDGFR), de la familia de EGFR, y receptores citoplasmáticos
como c-Kit, Raf quinasa, y FLT3. Estos inhibidores incluyen ZD6474, SU11248, AEE 788, sorafenib,
vatalanib, y AG-013736.
Estrategias multi-receptor
63
LA RUTA HedgeHog
COMO DIANA TERAPÉUTICA
Antonio Jimeno
Programa de Desarrollo de Nuevas Drogas.
Sidney Kimmel Comprehensive Cancer Center.
Universidad Johns Hopkins, Baltimore
La ruta HedgeHog como diana terapéutica
Antonio Jimeno
Programa de Desarrollo de Nuevas Drogas.
Sidney Kimmel Comprehensive Cancer Center.
Universidad Johns Hopkins, Baltimore
A
pesar de los avances en el desarrollo de fármacos antitumorales, el pronóstico de los pacientes
con cáncer de páncreas avanzado o metastásico sigue siendo extremadamente pobre. La supervivencia
mediana de estos pacientes es de 6 meses, y menos del 20% viven 1 año tras el diagnóstico. Por tanto,
es urgente el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas para tratar a estos pacientes.
La vía Hedgehog (HH) determina en un gran número de órganos los patrones de crecimiento
y diferenciación embrionarios. Recientemente se ha evidenciado que en la mayoría de tumores pancreáticos
humanos existe una activación ligando-dependiente de esta vía [1, 2]. El ligando principal de esta vía,
sonic hedgeheog (SHH), se une a una proteína de membrana (PTCH), que desencadena la activación
de una cascada de eventos intracelulares en los que la familia de proteínas GLI actúa como efector,
desregulando e incrementando el crecimiento. la expresión de GLI (en términos de mRNA) se ha
correlacionado con la actividad de la vía HH [3]. Asimismo, se ha determinado que los niveles de mRNA
de GLI disminuyen en respuesta a inhibidores de HH en líneas celulares sensibles, mientras que no
varían o incrementan en líneas celulares resistentes a inhibidores de HH. Por tanto, los niveles de GLI
podrían servir de indicador de la eficacia del tratamiento.
Como parte de una estrategia racional de desarrollo de terapias antitumorales, existen diferentes
estrategias para modular y/o inhibir esta ruta, que incluyen anticuerpos monoclonales dirigidos contra
SHH [1, 3, 4], y peque?as moléculas con actividad inhibitoria de SMO [5]. En esta presentación
repasaremos el estado actual del conocimiento de esta via celular y del desarrollo de los agentes
dirigidos a inhibirla o modularla, poniendo particular interés en las potenciales implicaciones en el
cáncer de páncreas.
Referencias
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in growth of digestive tract tumours. Nature (2003) 425:846-51.
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inhibitor eliminates medulloblastoma in Ptc1(+/-)p53(-/-) mice. Cancer Cell (2004) 6:229-40.
La ruta HedgeHog como diana terapéutica
67
Sesión III
VÍAS DE SEÑALIZACIÓN INTRACELULAR
Y NÚCLEO CELULAR COMO
DIANAS TERAPÉUTICAS
Moderadores: Mariano Barbacid
y Manel Esteller
VALIDACIÓN DE DIANAS
TERAPÉUTICAS EN ONCOLOGÍA
Mariano Barbacid
Programa de Oncología Molecular.
Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas,
(CNIO), Madrid
A New Generation of Animal Tumor Models
For Target Validation
In Oncology Drug Discovery
(Validación de dianas terapéuticas en oncología)
Mariano Barbacid
Programa de Oncología Molecular.
Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), Madrid
T
oday, we have a good understanding of the molecular events responsible for most forms of
human cancer. More than 260 different genes have been found mutated and many more genes
are altered by various mechanisms such as epigenetic modifications. Unfortunately, the process of
drug discovery is still rather slow and inefficient. Indeed, there are more than 450 different compounds
undergoing clinical trials. Yet, very few of these drug candidates are ever approved, especially those
representing novel medicines. One of the reason for this failure rate is the lack of predictable animal
tumor models to evaluate these drugs before going into clinical trials. We propose to reproduce the
natural history of the most common types of human cancer by introducing in the mouse genome
exactly the same mutations known to be responsible for the onset and/or development of such
tumors. This goal has been made possible thanks to the development of highly sophisticated strategies
for targeting the mouse genome in embryonic stem cells. In our laboratory we have generated an
inducible K-ras oncogene tumor model in which activation of this oncogene can be induced at will
by exposure to a synthetic steroid (Guerra et al., Cancer Cell, 2003). Expression of the activated
K-ras oncogene can be in turn monitored by bi-cistronic expression of a knocked in bacterial marker,
beta-galactosidase. Activation of the endogenous K-ras oncogene by systemic exposure to limiting
doses of 4-OH-tamoxifen results in the development of NSCLC very similar to those observed in
cancer patients. Conditional activation/inactivation of oncogenes and inactivation tumor suppressors
in a spatial and temporal manner should help allow us to develop animal tumor models that closely
recapitulat,e at the molecular, physiological and pathological levels, the natural history of the most
common types of human cancer.
Conditional gene-targeting approaches can also be used to validate targets of potential therapeutic
value. In this case, the experimental approach involves controlled elimination or inactivation of the
desired target in tumor tissue. We have used these gene-targeting based strategies to validate two
“drugable” targets of interest in oncology drug discovery: Cdk2 and protein farnesyltransferase (FT).
Inhibitors for both targets are currently being actively tested in clinical trials. Preliminary results indicate
that ablation of Cdk2 in DMBA-induced skin papillomas do not result in a significant decrease in
tumor number or size. These observations raise serious doubts regarding the suitability of Cdk2 as
a target for the development of inhibitors with potential therapeutic properties. Likewise, ablation of
FT in skin papillomas induced by DMBA+TPA treatment results in a small reduction of tumor number
and size (Mijimolle et al, Cancer Cell, 2005). More importantly, these papillomas contain activated
H-ras oncogenes in the same percentage of tumors as those induced in wild type mice. These
observations not only raise questions regarding the suitability of FT as a drug target, but also about
its requirement for the oncogenic activity of ras oncogenes. Experimental approaches such as the
ones described here should provide useful to validate “drugable” targets before embarking in costly
drug discovery programs.
Validación de dianas terapéuticas en oncología
73
Referencias
1. Downward, J. (2003). Targeting RAS signalling pathways in cancer therapy. Nat Rev Cancer, 3:11-22.
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Cancer Cell, 7:313-324.
74
Nuevas dianas terapéuticas y sus rutas de señalización:
fundamentos y aplicaciones en cáncer
RAS COMO DIANA TERAPÉUTICA
E INHIBIDORES DE LAS MAPKs
Juan José Ventura
Programa de Oncología Molecular.
Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas,
(CNIO), Madrid
Ras como diana terapéutica
e inhibidores de las MAPKs
Juan José Ventura
Programa de Oncología Molecular.
Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), Madrid
M
utaciones oncogénicas en los genes Ras que resultan en proteínas constitutivamente activas están
presentes en un 30% de todos los cánceres humanos. Los tres genes RAS (H-Ras, N-Ras y
K-Ras) comparten un 80% de homologia. Sin embargo, mientras que H-Ras y N-Ras no son necesarios
para el desarrollo del ratón, K-Ras resulta esencial. Mutaciones activantes de K-Ras son también las mas
frecuentes de todas las presentes en tumores humanos (85%), seguido de N-Ras (15%) y H-Ras (menos
del 1%). Una de las vías mas utilizadas como diana terapéutica ha sido la palmitoilación de las proteínas
Ras, una modificación que permite la unión de estas proteínas a la membrana y su actividad efectiva.
Sin embargo K-Ras puede ser activado por geranilgeranilacion por lo que, aunque los inhibidores de
farnesil transferasas han demostrado ser efectivos como antitumorales, su acción en muchos casos es
probablemente independiente de su actividad sobre las proteínas Ras. El receptor de EGF, cuya estimulación
induce la activación de las proteínas Ras, también se está utilizando como diana terapéutica. Este es un
receptor con actividad tirosina quinasa que ha sido implicado en la promoción de eventos neoplásicos
como mitogénesis, inhibición de apoptosis, migración celular, angiogénesis y resistencia a las terapias
citotóxicas estándar. Otras vías de actuación sobre los efectos oncogénicos de Ras se han centrado en
la inactivación de los efectores y las vías de señalización activadas por estas proteínas. Los tres miembros
de la familia RAS activan varias vías de proteínas quinasas, entre las que destacan la vía de PI3K/Akt y
las de la familia de MAPKs.
La familia de MAPKs esta formada por tres vías de señalización: ERK, JNK y p38 MAPK. La regulación
de factores de transcripción, y en especial la familia de factores de transcripción AP-1, constituye un
aspecto fundamental de la función biológica de las vías de MAPKs. La activación de la vía de ERK por
las proteínas Ras, que esta mediada por la familia de proteina quinasas Raf, es probablemente la mejor
caracterizada. Esta vía está involucrada en la promoción de la proliferación y la supervivencia celular y
el uso de inhibidores que afectan a esta vía ha permitido frenar el desarrollo de ciertos tumores. La vía
de JNK esta relacionada con la estimulación de la proliferación celular, fundamentalmente a través de la
activación de c-Jun, un miembro del grupo de factores de trascripción AP-1. La actividad JNK también
esta relacionada con la inducción de apoptosis o supervivencia en distintos tipos celulares. El hecho de
que se induzca una u otra actividad dependiente de JNK parece ser específico del tipo celular, por lo
que la utilización de inhibidores de esta vía se esta dirigiendo al control de determinados tipos de
canceres. La vía de las p38 MAPK también se ha relacionado tanto con la inducción como la supresión
de apoptosis, así como con el control de la proliferación celular. Estos efectos, en uno u otro sentido,
varían dependiendo del tipo celular por lo que el uso de inhibidores de p38 MAPK esta siendo también
dirigido a determinados tipos de cánceres, asi como para intentar evitar posibles efectos secundarios
indeseables que pueden producir los fármacos antitumorales que afectan a esta vía de señalización.
La búsqueda de inhibidores que afectan a las vías de MAPKs es un campo que ha creciendo de
forma exponencial en los últimos diez años. Su uso inicial como herramienta para el estudio de las
funciones fisiológicas de estas quinasas esta dando paso al comienzo de su aplicación para combatir el
cáncer. Es de esperar que estos compuestos ocupen, en un futuro cercano, un lugar importante en la
terapia antitumoral.
Ras como diana terapéutica e inhibidores de las MAPKs
77
Referencias
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78
Nuevas dianas terapéuticas y sus rutas de señalización:
fundamentos y aplicaciones en cáncer
INHIBIDORES Src
Erika Martinelli
Unidad de Oncología Médica.
Hospitales Vall d’Hebron, Barcelona
Inhibidores Src
Erika Martinelli
Unidad de Oncología Médica.
Hospitales Vall d’Hebron, Barcelona
L
a proteína src tirosina kinasa fue identificada por primera vez en el año1976 cuando se demostró
que era el homólogo celular normal (c-src) del v-scr (elemento transformante del retrovirus del
sarcoma de rous). la diferencia patogénica entre el v-src y de c-src se encuentra tanto en su estructura
como en su regulación.
C-src es el prototipo de la familia de las proteínas con actividad tirosin kinasa no receptora. La
familia kinasa está formada varios miembros: c-Src, c-Yes y Fn, que se expresan de forma ubicua
mientras que Lck, Hck, Blk y Lyn tienen una expresión mas restringida a las células hematopoyéticas
e inmunológicas.
Al residuo amino-terminal le siguen los dominios SH2, SH3, la región tirosín kinasa y la cola
carboxi-terminal, que representa el elemento regulador negativo de la proteína entera. Varios estímulos
pueden ser responsables de su activación que condiciona la defosforilación a nivel de la Tyr 530, en el
domino regulador, y la fosforilación de la Tyr 416 (Tyr 419 en los humanos), localizada en la región
tirosín kinasa. Su mayor función es la transducción de señales de una variedad de receptores de superficie
celular; los receptores de factores de crecimiento, los receptores de la proteína G acoplada, la proteína
del citoesqueleto y los complejos de adhesión.
Las únicas células normales que contienen altas concentraciones de la proteína Src son las
plaquetas, las células musculares lisas, los osteoclastos y las neuronas.
Se ha demostrado que la actividad de la proteína kinasa scr está disregulada en una amplia
variedad de tumores como en el cáncer de colon y en el de mama. Últimamente se ha evidenciado
también una sobreexpresión nivel de las células de cáncer de pulmón, cabeza y cuello, ovario y
endometrio.
Se desconoce todavía el papel que juega src kinasa en el desarrollo tumoral, aunque hay datos
que demuestran su participación en el proceso de conversión a fenotipo metastático de la célula
cancerosa.
La proteína Src participa en numerosas vías de señalización intracelular que regulan la invasión,
la migración, el crecimiento y la supervivencia de las células tumorales. Se cree que su función en el
desarrollo tumoral está relacionada con sus efectos sobre la motilidad celular a través de su interacción
con las integrinas de la membrana celular y las proteínas del citoesqueleto. La actividad Src TK es un
componente importante en la transición que se produce en los primeros estadíos de la invasión tumoral,
cuando las células epiteliales adquieren rasgos mesenquimales. Se han publicado estudios in vitro que
demuestran que el aumento de la actividad Src TK produce la rotura de la adhesión entre las células
epiteliales mediada por E-cadherina, acción que puede restaurarse mediante la inhibición de la misma.
La actividad de la proteína Src está además involucrada en el “turnover” de la adhesión focal, factor
crítico en la motilidad celular, dado que su actividad influencia la estabilidad de la interacción entre la
célula, las integrinas y la matriz celular.
Los datos clínicos apoyan la relación entre la actividad disregulada de la Src TK y un mayor
potencial invasivo de las células tumorales. En tumores de colon, el aumento de la actividad Src se
correlaciona con la progresión tumoral y su mayor expresión se ha evidenciado en el tejido metastásico.
Inhibidores SRC
81
También su expresión es un factor de mal pronóstico en tumores de colon. En el cáncer de mama se
ha descrito una sobreexpresión de la proteína a nivel del tejido tumoral 30 veces superior al descrito
en el tejido mamario normal.
Todos estos datos avalan a la proteína src como una diana selectiva para el desarrollo de nuevas
terapias antineoplásicas.
Referencias
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promotion, malignant, progression and metastasis. Cancer Research 63, 4819-4828 (2003).
3. Avizienye E et al. Src and FAK signaling controls adhesion fate and the epithelial-to-mesenchymal
transition. Current Opinion in Cell Biology 17, 542-547 (2005).
4. Ishizawar R et al. c-Src and coopering partners in human cancer. Cancer Cell 6, 209-214 (2004).
5. Irby R. et al. Role of Src expression and activation in human cancer. Oncogene 19, 5636-5642 (2000).
82
Nuevas dianas terapéuticas y sus rutas de señalización:
fundamentos y aplicaciones en cáncer
LA RUTA mTOR
COMO DIANA TERAPÉUTICA
Manuel Hidalgo
Programa de Desarrollo de Nuevas Drogas.
Kimmel Comprehensive Cancer Center.
Universidad Johns Hopkins, Baltimore
La ruta mTOR como Diana Terapéutica
Manuel Hidalgo
Programa de Desarrollo de Nuevas Drogas.
Sidney Kimmel Comprehensive Cancer Center.
Universidad Johns Hopkins, Baltimore
M
TOR es una quinasa de serina y treonina implicada en los procesos de crecimiento y proliferación
celular. La vía de mTOR se encuentra regulada en células eucarióticas a través de la vía PI3K/Akt
y es estimulada en repuesta a mitogenos y nutrientes. Células con mutaciones en los genes PTEN y
más recientemente PI3K tienen activado esta vía de forma constante. En trabajos recientes se han
descubierto otros reguladores de mTOR como son TSC y Rheb. La activación de mTOR incrementa
la translación de mRNAs importantes pare la regulación del ciclo celular tales como la ciclina D1. Los
principales mediadores de mTOR son la quinasa p70 y el factor de elongación eucariótico 4EBP1. Dado
su importante papel en procesos fundamentales en cáncer, mTOR ha sido considerada como una diana
terapéutica de interés. La rapamicina es un fármaco de origen natural que inhibe mTOR. El resultado
de esta inhibición se traduce en una parada del ciclo celular. En algunos modelos se ha observado
también la inducción de apoptosis. Mas recientemente se ha observado que la inhibición de mTOR
tiene potentes efectos antiangiogenicos. Actualmente existen al menos cuatro fármacos dentro de este
grupo en desarrollo clínico incluyendo sirolimus, everolimus, temsirolimus y AP23537. En estudios de
fase I, los inhibidores de mTOR han sido en general bien tolerados con pocos efectos secundarios
adversos. Una de las dificultades mayores en estos estudies ha sido el definir una dosis máxima tolerada
dado que, en general, los fármacos han sido bien tolerados. Una de las estrategias seguidas en este
sentido ha sido el incorporar estudios farmacodinámicos en tejidos sanos y tejidos tumorales que
permiten definir la acción del fármaco sobre la diana per se. En estudios de fase II, los inhibidores de
mTOR han demostrado actividad en tumores tales como cáncer de mama y renal y se encuentran
actualmente en estudios de fase III. Una de los aspectos más importantes en el desarrollo clínico de
estos fármacos, como en otros agentes contra dianas terapéuticas, es la selección de pacientes en los
que es más probable el fármaco sea eficaz. Estudios preclínicos han demostrado que tumores con
mutaciones o alteraciones en el gen PTEN son más susceptibles a inhibidores de mTOR mientras que
los datos en tumores con mutaciones en PI3K son más conflictivos. Los estudios clínicos disponibles
hasta el momento no han concluido que haya un grupo de pacientes más susceptible a este tipo de
agentes. En resumen, mTOR es una diana terapéutica importante frente a la que existen un gran número
de nuevos agentes terapéuticos. Se necesitan aun estudios clínicos para definir el papel de estos fármacos
en el tratamiento del cáncer.
Referencias
1. Vivanco I, Sawyers CL. The phosphatidylinositol 3-Kinase AKT pathway in human cancer. Nat Rev
Cancer. 2002 Jul;2(7):489-501.
2. Rowinsky EK. Targeting the molecular target of rapamycin (mTOR). Curr Opin Oncol. 2004
Nov;16(6):564-75.
Inhibidores de la ruta mTOR
85
NUEVOS AGENTES
TERAPÉUTICOS DE LA
TIROSIN KINASA bcr-abl
Juan Luis Steegmann
Servicio de Hematología.
Hospital Universitario de La Princesa, Madrid
Nuevos Agentes terapéuticos
de la tirosin kinasa bcr-abl
Juan Luis Steegmann
Servicio de Hematología.
Hospital Universitario de La Princesa, Madrid
l desarrollo de inhibidores específicos contra la tirosincinasa BCR-ABL1 ha sido posiblemente el
avance farmacológico más importante de los últimos 25 años en la terapia contra el cáncer. La
tirosincinasa BCR-ABL es el producto de la traducción de un gen quimérico, el bcr-abl, fruto de la
translocación t(9;22), sello de la leucemia mieloide crónica ( LMC ) y de todas las leucemias que portan
el cromosoma Filadelfia, el cromosoma 22 diminuto resultante de esa translocación.
E
Fue el grupo de la Universidad Hebrea de Jerusalén, en 1988, el primero que demostró que una
tirfostina podía inhibir la cinasa del BCR-ABL , demostrando que era posible diseñar inhibidores específicos
para el tratamiento de las leucemias ABL positivas2.
En la estela de estos trabajos pioneros fue diseñado el Imatinib (Glivec ®), producto de CibaGeigy ( ahora Novartis) y que es el ejemplo más fructífero de los inhibidores de señal de transducción.
El Imatinib es capaz de inhibir selectivamente las tirosincinasas ABL ( incluida la BCR-ABL), el c-kit y
el PDGFR 1. La inihibición de BCR-ABL se traduce en que se obtienen hasta un 96% de respuestas
genéticas completas ( es decir, desaparición de las células con cromosoma Filadelfia ),si se usan dosis
altas, y un 85% , con dosis estándar ( 400 mg al día ) 3. Sin embargo, la frecuencia de respuestas
moleculares completas es baja ( 15% ).4. Hay algunos puntos que conviene resaltar. El primero es
que el Imatinib retrasa la transformación de la enfermedad en todas sus fases, de manera que debe
usarse en cualquiera de ellas. En pacientes recién diagnosticados en fase crónica, la estimación de
supervivencia libre de progresión ( SLP, PFS ) y la supervivencia global ( SG, OS ) es del 84% y 94%
respectivamente. El segundo es que una respuesta molecular ( disminución del ARN bcr-abl ) temprana
implica una mejor respuesta genética, y que una respuesta molecular mayor ( cociente BCRABL/ABL:0,12) implica mayor supervivencia libre de progresión. 5 La PCR cuantitativa se convierte
entonces en una técnica a usar de forma rutinaria. Además, sabemos que la causa más frecuente de
resistencia a Imatinib es la mutación del sitio catalítico de la cinasa. Pero no todas las mutaciones
confieren el mismo grado de resistencia, siendo la mas frecuente y resistente la T315I. La secuenciación
va a ser parte de nuestras obligaciones diagnósticas, pero tampoco interesa utilizar métodos muy
sensibles en pacientes recien diagnosticados, ya que no se detectan mutaciones en pacientes nuevos
en fase crónica6 . Afortunadamente, hay esperanza para los pacientes con resistencia. Dos fármacos
relacionados pueden ser eficaces. Ambos están en desarrollo, uno por Novartis, el AMN107, y otro
, que estamos ensayando, el BMS-354825 ( dasatinib ), de Bristol Myers Squibb, un inhibidor dual
SRC- ABL, con alta biodisponibilidad oral, 300-1000 veces más potente que el imatinib frente a ABL
y sus mutantes resistentes, excepto el T315I.7;8. En un estudio en fase I se incluyeron 36 pacientes
con LMC-FC (31 resistentes a Imatinib, 5 intolerantes), de los cuales 32 tenían mutaciones. La dosis
fue 15-180 mg/d. Un 86% obtuvieron RHC, y se obtuvieron RG mayores en un 28%. 8 Las RG
mayores se acompañaron de reducciones de 1-2 logs en BCR-ABL9. Estos resultados muestran que
el BMS-354825 tiene una eficacia considerable en pacientes resistentes a Imatinib, incluso si hay
mutaciones en BCR-ABL.
En conclusión, el disponer de inhibidores cada vez más potentes y mejor diseñados, como AMN107
y el dasatinib, creo que va a ser otro paso fundamental hacia la cura de esta enfermedad.
Nuevos Agentes terapéuticos de la tirosin kinasa bcr-abl
89
Referencias
1. Druker BJ, Tamura S, Buchdunger E et al. Effects of a selective inhibitor of the Abl tyrosine kinase on
the growth of Bcr-Abl positive cells. Nat.Med. 1996;2:561-566.
2. Anafi M, Gazit A, Zehavi A, Ben-Neriah Y, Levitzki A. Tyrphostin-induced inhibition of p210bcr-abl
tyrosine kinase activity induces K562 to differentiate. Blood 1993;82:3524-3529.
3. Cortes J, Talpaz M, O’Brien S et al. High-Dose Imatinib Mesylate Treatment in Patients (Pts) with
Previously Untreated Early Chronic Phase (CP) Chronic Myeloid Leukemia (CML). Blood 2004;104:
Abst #999.
4. Branford S, Rudzki Z, Grigg A et al. BCR-ABL Levels Continue To Decrease up to 42 Months after
Commencement of Standard Dose Imatinib in Patients with Newly Diagnosed Chronic Phase CML
Who Achieve a Major Molecular Response. Blood 2004;104:Abst # 274.
5. Cortes J, Talpaz M, O’Brien S et al. Clinical Significance of Molecular Monitoring in Chronic Myeloid
Leukemia (CML) in Chronic Phase (CP) with Imatinib Therapy. Blood 2004;104:Abst #272.
6. Willis S, Lange T, Demehri S et al. High sensitivity detection of BCR-ABL kinase domain mutations
in imatinib-naive patients: correlation with clonal cytogenetic evolution but not response to therapy.
Blood 2005
7. Shah NP, Tran C, Lee FY et al. Overriding imatinib resistance with a novel ABL kinase inhibitor. Science
2004;305:399-401.
8. Sawyers CL, Shah NP, Kantarjian HM et al. Hematologic and Cytogenetic Responses in ImatinibResistant Chronic Phase Chronic Myeloid Leukemia Patients Treated with the Dual SRC/ABL Kinase
Inhibitor BMS-354825: Results from a Phase I Dose Escalation Study. Blood 2004;104:Abstract #1.
9. Shah NP, Branford S, Hughes TP et al. Major Cytogenetic Responses to BMS-354825 in Patients with
Chronic Myeloid Leukemia Are Associated with a One to Two Log Reduction in BCR-ABL Transcript.
[abstract]. Blood 2004;104:#1008.
90
Nuevas dianas terapéuticas y sus rutas de señalización:
fundamentos y aplicaciones en cáncer
INHIBIDORES HDACs
Y GENES SILENCIADORES
COMO AGENTES TERAPÉUTICOS
Manel Esteller
Programa de Patología Molecular.
Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas,
(CNIO), Madrid
Inhibidores HDACs
y genes silenciadores
como agentes terapéuticos
Manel Esteller
Programa de Patología Molecular.
Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), Madrid
A
gentes desmetilantes del ADN como 5-aza-2-deoxicitidina (Decitabine), 5-azacitidina (Viaza) y
zebularine inhiben las DNA metiltransferasas, y causan hipometilación global y la activación de los
genes supresores tumorales que estaban previamente silenciados por hipermetilación. Están siendo
utilizados también en la actualidad nuevos inhibidores de la metilación del ADN que no son análogos
de nucleosidos,como la procaína y la procainamida, para evitar la toxicidad de 5-aza-2-deoxicitidina. Han
sido usados con éxito en hematoncología especialmente en el síndrome mielodisplásico, AML, ALL y
APL. También podemos asociar bajas dosis de 5-aza-2-deoxicitidina con los fármacos denominados
inhibidores de histona deacetilasas, que abren la cromatina alrededor de los genes, para reactivar genes
supresores tumorales. Existen diversas familias de inhibidores de las histona deacetilasas, como los ácidos
hidroxamicos y carboxilicos. El agente más prometedor en este campo es posiblemente el SAHA, que
ha demostrado efectividad en linfomas cutáneos. Las compañías de biotecnología buscan usar nuevas
aproximaciones con moléculas antisentido o ribozimas contra las ADN metiltransferasas. Se depositan
grandes esperanzas en estas terapias a mediano plazo.
Inhibidores HDACs y genes silenciadores
como agentes terapeuticos
93
FÁRMACOS MODULADORES
DEL CICLO CELULAR
Antonio Jimeno
Programa de Desarrollo de Nuevas Drogas.
Sidney Kimmel Comprehensive Cancer Center.
Universidad Johns Hopkins, Baltimore
Fármacos moduladores del ciclo celular
Antonio Jimeno
Programa de Desarrollo de Nuevas Drogas.
Sidney Kimmel Comprehensive Cancer Center.
Universidad Johns Hopkins, Baltimore
L
a alteración en la regulación del ciclo celular (primaria o secundariamente a las diferentes alteraciones
en los procesos de recepción y transducción de señales) es una característica de muchos tipos tumorales
humanos. La progresión a través del ciclo celular está estimulada por las diferentes ciclinas (A,B, D y E)
y las ciclinas dependientes de quinasas (CDK1,2,4 y 6), e inhibido por los inhibidores de CDK p27 (todos
los pasos) y p16 (paso de G1 a S). Se pueden producir alteraciones por mutaciones en los genes
responsables de cada uno de estos elementos, o por mutaciones en los genes de las proteínas que a su
vez regulan la expresión de estos genes. Por ejemplo, la ciclina D (que promueve el paso de G1 a S)
puede estar alterada por una mutación en su gen, o su expresión puede estar inducida por mutaciones
en ras, src, o MAPK. Existen alteraciones en uno o más de estos pasos en el 90% de las neoplasias humanas.
Esto ha llevado al desarrollo de fármacos específicamente dirigidos a modular estas alteraciones
1. Inhibidores directos de las ciclinas dependientes de kinasas.
Flavopiridol. Flavona semisintética que actua inhibiendo la actividad proteín-quinasa de las CDK 1,
2 y 4, aunque también disminuye la actividad de la ciclina D, inhibe la actividad tirosín-quinasa del
EGFR, y posee efecto antiangiogénico. Detiene las células en la transición de G1 a S, y de G2 a M.
UCN-01. Derivado de la staunosporina que actúa a múltiples niveles en el ciclo celular. Por un lado es
un inhibidor directo de las CDK 1, 2 y 4, y produce detención en G1 de las células con p53 funcionante.
Por otro lado, induce apoptosis por medio de la inhibición de la checkpoint quinasa 1 (chk 1).
2. Inhibidores indirectos de las ciclinas dependientes de kinasas.
2.1. Inhibidores de tirosín-quinasas. Descritos en charlas anteriores, el efecto de los inhibidores
de EGFR, de bcr-abl, o de los inhibidores de mTOR se ejerce en último término modulando la
entrada en las distintas fases del ciclo celular a través de la modulación indirecta de las CDK.
2.2. Inhibidores del proteasoma. El proteasoma degrada una serie de proteínas que regulan el
ciclo celular, y su desregulación tiene relevancia en neoplasias humanas. La inhibición de la fracción
20S del proteasoma lleva al acúmulo de estos factores (CDK, CKI) y la detención del ciclo celular.
PS-341. Inhibe de forma específica la fracción 20S del proteasoma. Su actividad antitumoral se
correlaciona positivamente con el grado de inhibición del proteasoma. Produce acumulación de
las ciclinas A y B y detiene la célula en las fases S y G2.
2.3. Inhibidores de la deacetilación de histonas. La disrupción del proceso normal de acetilación
de histonas por las deacetilasas de histonas se asocia con procesos de progresión tumoral en
muchas neoplasias humanas. La inhibición en modelos preclínicos de estas deacetilasas produce
detención del ciclo celular en fases G1 y G2/M, con un efecto citostático.
Depsipéptido (FR-901228). El desipéptido produce un descenso en la ciclina D1, aumento en
la ciclina E1, y detención del ciclo celular en G1 y G2 dependiente de p21.
MS-275. El MS-275 es un derivado de benzamida que induce acumulación de p21 independiente
de p53 y detención en el ciclo celular.
Fármacos moduladores del ciclo celular
97
Sesión IV
DISEÑO Y DESARROLLO
DE ENSAYOS CLÍNICOS
Moderadores: Manuel Hidalgo y Joan Albanell
FARMACODINÁMICA
EN EL DESARROLLO
DE FÁRMACOS
Joan Albanell
Servicio de Oncología Médica.
Hospital del Mar, Barcelona
Farmacodinámica en el desarrollo de fármacos
Joan Albanell
Servicio de Oncología Médica.
Hospital del Mar, Barcelona
L
a relación entre la dosis de un fármaco administrada a un paciente y su utilidad en el tratamiento
de la enfermedad se relacionan por las dos áreas principales de la farmacología: la Farmacocinética
y la Farmacodinámica. Mientras la farmacocinética estudia los mecanismos por los cuales el organismo
influye en la concentración del fármaco (en los procesos de absorción, distribución, metabolismo y
excreción), la farmacodinámica se centra en los efectos bioquímicos y fisiológicos de los fármacos en
el organismo, es decir, analiza como el fármaco se une a su molécula diana, como desencadena uno o
varios mecanismos de acción y como posteriormente produce el efecto terapéutico.
Los estudios farmacodinámicos puede ayudar al desarrollo racional de agentes antitumorales
mediante los siguientes aspectos:
1. Demostrar la actividad biológica del fármaco sobre su diana terapéutica cuando se administra
a pacientes (proof-of-principle).
2. Analizar los efectos moleculares y biológicos que se producen como consecuencia de la acción
del fármaco sobre la diana.
3. Mediante estos estudios se puede analizar un rango de Dosis Biológica Óptima del fármaco,
es decir, la dosis mínima de fármaco que produce el máximo efecto biológico, y explorar la
eficacia de los distintos esquemas de administración en función del efecto biológico que produce
cada uno de ellos.
4. Identificar los efectos moleculares (marcadores) relacionados con la respuesta y resistencia al
fármaco.
Para analizar el efecto biológico de los fármacos in vivo podemos utilizar directamente el tejido
diana (biopsias de tumor pre- y post-tratamiento), o analizar el efecto del fármaco en tejidos indirectos
de fácil acceso como son la sangre periférica o la piel. La utilización de tejidos indirectos permite
aumentar el número de biopsias tomadas durante el ensayo para estudiar efectos concretos. En la
mayoría de estudios con tejidos indirectos se continúa analizando el efecto del tratamiento sobre el
tumor, al menos en algunos casos seleccionados. Otra estrategia para medir el efecto biológico del
fármaco es la utilización de técnicas de seguimiento no invasivas mediante técnicas de imagen funcional.
Destacan por su sensibilidad la tomografía por emisión de positrones (PET)
En la presentación se revisarán ejemplos prácticos de los estudios farmacodinámicos aplicados al
desarrollo de terapias biológicas tales como terapias anti-EGFR, inhibidores de mTOR o inhibidores del
proteasoma.
Referencias
1. Albanell, J., F. Rojo, S. Averbuch, A. Feyereislova, J.M. Mascaro, R. Herbst, P. LoRusso, D.
Rischin, S. Sauleda, J. Gee, R.I. Nicholson, and J. Baselga. Pharmacodynamic studies of the
epidermal growth factor receptor inhibitor ZD1839 in skin from cancer patients:
histopathologic and molecular consequences of receptor inhibition. J.Clin.Oncol. 20:110124, 2002
Farmacodinámica en el desarrollo de fármacos
103
2. Adams, J. Preclinical and clinical evaluation of proteasome inhibitor PS-341 for the treatment of cancer.
Curr.Opin.Chem.Biol. 6:493-500, 2000
3. Baselga J, Albanell J, Ruiz A, et al: Phase II and tumor pharmacodynamic study of gefinitib (ZD1839)
in patients with advanced breast cancer. J Clin Oncol 2005
4. Hidalgo M, Siu L, Nemunaitis J, Rizzo J, et al: Phase I and pharmacologic study of OSI-774, an epidermal
growth factor receptor tyrosine kinase inhibitor, in patients with advanced solid malignancies. J Clin
Oncol 19:3267-3279, 2001
5. Tabernero J. et al. Phase I pharmacokinetic and pharmacodynamic study of weekly 1-hour and 24hour infusion BMS-214662, a farnesyltransferase inhibitor, in patients with advanced solid tumors.
J Clin Oncol. 2005 Apr 10;23(11):2521-33. Epub 2005 Feb 14.
6. Peralba JM, et al. Pharmacodynamic Evaluation of CCI-779, an Inhibitor of mTOR, in Cancer Patients.
Clin Cancer Res. 2003 Aug 1;9(8):2887-92.
104
Nuevas dianas terapéuticas y sus rutas de señalización:
fundamentos y aplicaciones en cáncer
FARMACOGENÓMICA
Miquel Taron
Biología Molecular del Cáncer
ICO-Hospital Germans Trias i Pujol, Barcelona
Farmacogenómica
Miquel Taron
Biología Molecular del Cáncer.
ICO-Hospital Germans Trias i Pujol, Barcelona
E
l principio del nuevo milenio ha coincidido con la publicación del código genético humano.
Este hito histórico se ha acompañado de numerosos descubrimientos en el campo de la
biología molecular y las nuevas tecnologías. Todo ello ha aumentado enormemente su potencial
impacto terapéutico y su implementación en el tratamiento individualizado. Como mínimo
existen seis líneas de investigación que han emergido con potencial contribución a un cambio
en la práctica clínica.
Existen numerosos datos pre-clínicos y clínicos que apuntan la expresión de BRCA1 a
nivel de mRNA como un modulador de la sensibilidad a la quimioterapia. Niveles bajos de
expresión marcan sensibilidad a agentes platinados y resistencia a antimicrotúbulos, y viceversa.
También los polimorfismos en el gen ERCC1 y XRCC3 pueden marcar diferencias de sensibilidad
a estos agentes platinados cuando se combinan con antimicrotúbulos o con gemcitabina. El
núcleo más importante de los estudios recientes de investigación se centra, pero, en las
mutaciones en el gen EGFR y su impacto en el tratamiento del cáncer de pulmón. Por primera
vez las mutaciones en el gen EGFR han demostrado tener valor predictivo de respuestas
dramáticas en pacientes metastáticos con cáncer de pulmón de célula no pequeña (NSCLC)
en histología de ADC. Se han demostrado así incrementos de tres a cuatro veces en las
medianas del tiempo a la progresión y supervivencia en pacientes con mutaciones y tratados
con inhibidores del dominio tirosina kinasa de EGFR. En cambio, las mutaciones en k-ras en
estos pacientes confieren un efecto negativo tanto en progresión como en supervivencia. Por
otro lado los microRNAs controlan la expresión de genes diana, y la regulación negativa de
Dicer se ha demostrado como factor predictivo de la recaída en pacientes NSCLC tras la
cirugía. Por último, la sobrexpresión de los genes “Wingless type (Wnt)” y la propia metilación
de antagonistas de Wnt como WIF y “secreted frizzle related proteins” se ha documentado en
NSCLC y se cree pueden componer un mecanismo clave en el mantenimiento de las
denominadas cancer stem cells.
El descubrimiento y profundización en estos y otros campos pueden ayudar a un cambio
en la práctica clínica hacia un nuevo horizonte de tratamiento individualizado y de targeted
therapies con una mejora en la calidad de vida de los enfermos y en la supervivencia.
Farmacogenómica
107