2. Odpoveď bunky na iradiáciu
• Akcelerovaná repopulácia
• Zrýchlená reparácia DNA
– via Rad51, ...
• Spustenie EGFR signálnej kaskády
– via TGF-α, ...
• Zastavenie bunkového cyklu
– vysoký podiel buniek v S-fáze
• Protektívna stresová odpoveď nádoru
11. Inhibícia EGFR-kaskády + RT
• Ovplyvnenie kinetiky bunkového cyklu Princípom aplikácie inhibítorov
EGFR pri frakcionovanej RT je
• Blokáda rastu buniek
skôr inhibícia proliferácie než
• Posilnenie RT-indukovanej apoptózy rádiosenzibilizačný efekt
• Blokáda RT-indukovanej aktivácie
EGFR-kaskády via TGF-α
• Oslabenie RT-indukovanej expresie
Rad51 – blokáda reparácie DNA
• Modulácia rádiosenzitivity in vitro
• Zníženie expresie PCNA a p-EGFR in
vivo +
• Inhibícia angiogenézy -
• Redukcia nádorovej hypoxie
• Oslabenie účinku génu Egr-1, IL-1ß a
chemokínu CXCL1 indukovaných RT
Cancer Res 2005; 65: (8). April 15, 2005
12. Cetuximab + RT
• R. 2000 – Bonner et al. – cetuximab + 3 Gy =
zníženie bunkovej proliferácie.
• R. 2006 – Bonner et al. - multicentrická
randomizovaná štúdia fázy III cetuximab + RT vs
samotná RT ako definitívna liečba lokálne
pokročilého SCCHN (IMCL - 9815).
• 213 pts v ramene RT vs. 211 pts v ramene RT +
cetuximab q1w.
• 7-8 týždňová RT
• V ramene s cetuximabom, 400 mg/m2 týždeň pred
RT, potom 250 mg/m2 simultánne s RT.
J Clin Oncol 2000, 18(Suppl):47s-53s ; N Engl J Med 2006, 354:567-578
13. Cetuximab + RT (IMCL – 9815)
ERBITUX + RT RT Hazard Ratio Stratified Log-rank p-
(n=211) (n=213) (95% Cl) value
Lokoregionálna kontrola
medián trvania 24.4 mes 14.9 mes 0.68 (0.52-0.89) 0.005
Prežívanie bez progresie
medián trvania 17.1 mes 12.4 mes 0.7 (0.54-0.9) 0.006
Celkové prežívanie
medián prežívania 49.0 mes 29.3 mes 0.74 (0.57-0.97) 0.03
N Engl J Med 2006, 354:567-578
15. Expert interview
• Over the past 10 to 15 years, several clinical trials have compared
platinum-based chemoradiotherapy with RT alone. The percentage
improvement in survival with the addition of chemotherapy was 15% to
30%. In solid tumor oncology, such a dramatic improvement is rare, so this
really justifies our use of concurrent chemoradiation therapy as the standard
of care for locally advanced disease. Now, we have a new potential
standard -- cetuximab plus RT, which may further improve response rates.
• In future studies of cetuximab, researchers must evaluate how to integrate
cetuximab with the standard paradigm of chemoradiation. This is an
area of ongoing research and a very exciting area. We hope we can
improve survival rates by another 10% to 25%. Although head and neck
cancer is much less common than other cancers, we have been fortunate in
that great strides have already been made toward improving response and
survival rates.
Corey Langer, MD, Medical Director, Thoracic Oncology, at the
Fox Chase Cancer Center in Philadelphia, Pennsylvania
http://www.medscape.com/viewarticle/541630
16. HER-2 (erbB2)
• Overexpresia u 25-30% nádorov prsníka
• Úloha v promócii tumorigenézy nemalígnych buniek
• Korelácia s mierou lokálnych i vzdialených relapsov a OS
• Trastuzumab
• Synergický efekt s RT
• In vitro aj in vivo potvrdené zlepšenie cytotoxického efektu RT +
trastuzumab na mamárne bunky s overexpresiou HER-2
• In vitro tlmenie RT indukovanej reparácie DNA
• Redukuje počet buniek v S-fáze – krátky čas na reparáciu DNA
• Lapatinib – selektívny duálny inhibítor tyrozínkináz
EGFR a HER-2
17. Gefitinib + RT
• Zastavenie bunkového cyklu vo fáze G0/G1
– zvýšením regulátora p21, p27 a Bax
– obmedzením Bcl-2, Akt-fosforylácie a DNA-PK
• Zvýšenie rádiosenzitivity
– moduláciou reparácie DNA,
– zvýšením RT-indukovanej apoptózy
– inhibíciou nádorovej angiogenézy.
• V kombinácii s RT zlepšenie RR u NSCLC,
SCCHN a i.
– Fáza I/II – lokálne pokročilý SCCHN:
• CHT+gef itinib→ CRT+gefitinib
• RR 85%, 1yPFS 68%, 1yOS 86%
Biomed Imaging Interv J 2006; 2(1):e22; Cancer Res 2002; 62, 4300-6
18. Erlotinib + RT
• Akumulácia buniek vo fázach G1 a G2 a nesignifikantná redukcia
počtu buniek v S-fáze - synchronizácia
• Potenciácia apoptózy, inhibícia RT-indukovanej aktivácie EGFR, zmiernenie
radiáciou indukovanej expresie Rad51 (interferencia s reparáciou DNA), modulácia
rádiosenzitivity (útlm prežívania klonogénnych buniek)
• Vyše 100 génov je exprimovaných po RT a následne
revertovaných erlotinibom – rozličné onkogénne procesy
• Ovplyvňuje aj cytokíny a rôzne štrukturálne a adhézne proteíny
Schéma CR
Fáza I (Savvides et al.) RT + docetaxel + erlotinib 15 z 18 pts.
Fáza I (Herchenhorn et al.) RT + cDDP + erlotinib 11 z 13 pts.
Cancer Res 2005; 65: (8). April 15, 2005
19. Inhibítory signálnych kaskád + RT
Štúdia ID protokolu EGFR - I Stav Poznámky
Fáza III RTOG-0522 Cetuximab aktívna RT + cDDP +/- C225 u SCCHN
Fáza II ECOG-E3303 Cetuximab neaktívna RT + cDDP + C225, potom samotný C225 u SCCHN
Fáza II RTOG-0234 Cetuximab aktívna Operácia a následná adjuvantná CRT (cDDP vs. Docetaxel) +
C225
Fáza II NCT00140556 Erlotinib aktívna CRTx + erlotinib + bevacizumab
Fáza II NCT00226239 Cetuximab aktívna Indukčná CTx (docetaxel/cDDP) + C225, potom konkomitantná
CRTx (cDDP) + C225
Fáza II NCT00193284 Gefitinib aktívna Indukčná CTx (docetaxel/CBDCA/5FU) + gefitinib, potom RTx +
gefitinib +/- docetaxel
Fáza III RTOG 0320 Erlotinib aktívna RT +/- Temozolomide alebo Erlotinib u NSCLC a mozgových
mts
Fáza I/II RTOG 0524 Trastuzumab aktívna RT+Paclitaxel +/- Trastuzumab po TURB u invazívneho
tumoru moč. mechúra
Fáza I SWOG-S0429 Cetuximab aktívna RT + Docetaxel + Cetuximab u NSCLC
Fáza II ECOG-E2204 Cetuximab aktívna Bevacizumab/C225 + Gemcitabine + CRT(capecitabine) u
kompletne resekovaného karcinómu pankreasu
Fáza II NCT00039494 Erlotinib aktívna RT + erlotinib+ temozolomid u glioblastoma multiforme
Fáza I GOG 9918 Cetuximab aktívna RT + C225 + cDDP u cervikálneho karcinómu
http://www.ro-journal.com/content/1/1/11
20. Ostatné TK-I+ RT
• Multikinázové inhibítory
– Imatinib (Bcr-Abl, c-kit, PDGF-R)
– Sorafenib (RAF, VEGF-R, PDGF-R, KIT, FLT-3, RET)
– Sunitinib (VEGF-R, c-kit, flt3, PGDF-R)
PBTC-006, NCT00021229 - Phase I/II Study of Imatinib Mesylate With or Without
Radiotherapy in Children With Newly Diagnosed Poor Prognosis Brainstem Glioma or
Recurrent High-Grade Intracranial Glioma (Phase I, strata I and IIA closed to accrual
as of 5/10/04.)
J Clin Oncol (Meeting Abstracts) 2006 24: 13125
21. Inhibítory farnesyltransferázy
• Aktivácia Ras je asociovaná s rádiorezistenciou
• Amplifikačný efekt PI3K kaskády
• Terapie inhibujúce funkciu Ras pôsobia rádiosenzibilizačne (FTI,
GGTI)
• FTI (L-778-123) vykázal v štúdii fázy I u nádorov H&N a NSCLC
vysoký RR pri miernej toxicite
Int J Rad Oncol Biol Phys, 2001(49)-2,319–326; J Nucl Med 2006; 46(1): S187-190
22. Inhibítory farnesyltransferázy + RT
A Phase I Trial of the Farnesyltransferase
UPCC-20203 Inhibitor, R115777 (tipifarnib) and Radiotherapy
in Patients with Locally Advanced Pancreatic
Cancer
Phase I Trial of R115777 with Radiation
03-C-0189 Therapy in Patients with Newly Diagnosed
Glioblastoma Multiforme
A Phase I Trial of Farnesyltransferase Inhibitor,
UPCC-NCI-5150 R115777 (tipifarnib) and Radiotherapy in
Patients with Non-Small Cell Lung Cancer
23. Angiogenéza
bFGF bFGF bFGF bFGF
VEGF VEGF VEGF
PDGF PDGF
IL-8
Relf et al., Cancer Research, 57:953, 1997
25. Angiogenéza a žiarenie
RT → stresová reakcia → up-regulácia VEGF → signálna os PI3K/Akt →
prežívanie endoteliálnych buniek a tvorba neovaskulatúry
26. Mechanizmus účinku inhibítorov
angiogenézy
Kategória Účinok Lieky
Endostatín, EMD121974, TNP-470,
Inhibícia rastu endoteliálnych buniek
Squalamin
Spustenie apoptózy endoteliálnych
Priama inhibícia Combretastatin 4
buniek
angiogenézy
Spustenie deštrukcie proliferujúcich
endoteliálnych buniek interakciou s Medi-522
integrínom
Blokáda Inhibícia produkcie bFGF a VEGF Interferon-alfa, celecoxib
signálnej Anti-VEGF protilátky (bevacizumab),
kaskády Blokáda väzby na receptor SU5416, SU6668, PTK787/ZK22584
angiogenézy (vatalanib)
Blokáda
degradácie Marimistat, AG3340, COL-3,
Inhibícia aktivity MMPs
extracelulárnej Neovastat, BMS-275291
matrix
Inhibícia vychytávania kalcia CAI
Nešpecifický
mechanizmus Up-regulácia IFN-γ a IP-10 Interleukin-12
účinku
Neznámy IM862
Biomed Imaging Interv J 2006; 2(1):e22
27. Mechanizmy rádiosenzibilizácie
antiangiogénnou liečbou
ANTIANGIOGENÉZA ANTIANGIOGENÉZA ANTIVASKULARIZÁCIA
(efekt na zásobenie kyslíkom) (efekt na signálne kaskády) Kolaps mikrotubulov
endoteliálnych buniek
Inhibícia novotvorby ciev Inhibícia protektívnych
↓ rastových faktorov a ich ↓
redukcia denzity ciev receptorov v nádorových a Uzáver ciev
↓ endoteliálnych bunkách ↓
(VEGF, Survivin, Bcl-2)
reorganizácia ciev centrálna nekróza tumoru
↓ ↓
↓
zvýšená perfúzia/znížený IFP Zvýšený tok krvi do zvyšného
↓ Apoptóza nádorových a viabilného dobre
endoteliálnych buniek oxygenovaného nádorového
zlepšenie oxygenácie tkaniva
Zvýšená rádiosenzitivita
28. Inhibítory angiogenézy + RT
• „Pokusy kombinovať antiangiogénnu terapiu s RT priniesli nekonzistentné výsledky:
niektoré experimentálne štúdie preukázali aditívny efekt na spomalenie nádorového
rastu, iné mali ešte väčší, synergický efekt (Teicher et al., 1995; Mauceri et al., 1998;
Lee et al., 2000; Kozin et al., 2001; Wachsberger et al., 2003), a jedna štúdia
ukázala horšiu liečebnú odpoveď (Murata et al., 1997).“
RTOG-0330 A Pilot Phase II Study of Pre-Operative Radiation Therapy and Thalidomide (IND 48832; NSC
66847) for Low Grade Primary Soft Tissue Sarcoma or Pre-Operative
MAID/Thalidomide/Radiation Therapy for High/Intermediate Grade Primary Soft Tissue
Sarcoma of the Extremity or Body Wall
E1506 Phase II Trial of Bevacizumab in Combination with Cisplatin/Etoposide and Twice Daily Radiation
for Patients with Limited-Stage Small Cell Lung Cancer
ECOG-E2204 An Intergroup Randomized Phase II Study of Bevacizumab (NSC 704865) or Cetuximab (NSC
714692) in Combination with Gemcitabine and in Combination with Chemoradiation
CALGB-ECOG-E2204
(Capecitabine and Radiation) in Patients with Completely-Resected Pancreatic Carcinoma
RTOG-0411 A Phase II Study of Bevacizumab with Concurrent Capecitabine and Radiation Followed by
Maintenance Gemcitabine and Bevacizumab For Locally Advanced Pancreatic Cancer
Frank Winkler, et al. CANCER CELL : DECEMBER 2004 ,6:553
31. Molekulárne targety proteazómových
inhibítorov
Následok inhibície Príspevok k protinádorovému
Target
proteazómov účinku
Stabilizácia IκB, ktorý inhibuje Zníženie NFκB-dependentnej transkripcie génov
NFκB translokáciu NFκB v jadre
dôležitých pre bunkové prežívanie, proliferáciu,
invazivitu a metastázovanie a angiogenézu
Zvýšenie p53-dependentnej transkripcie
p53 Akumulácia proteínu p53 inhibítorov bunkového cyklu (p21) a
proapoptotických faktorov (Bax)
Akumulácia p21 a p27 a zvýšená
Indukcia zastavenia bunkového cyklu vo fáze
p21 a p27 transkripcia p21 cestou akumulácie
G1/S a apoptóza
p53
Akumulácia Bax inhibíciou jeho Zvýšenie interakcie Bax s Bcl-2 a Bcl-xL a tým
Bax proteazómovej degradácie a umožnenie uvolnenia mitochondriálneho
zvýšením p53-mediovanej transkripcie cytochrómu c a apoptóza
Transkripčná aktivácia MKP-1 Down-regulácia p44/42-dependentnej
P44/42MAPK fosfatázy vedúca k defosforylácii a proliferácie a signálov prežívania a možno aj
inaktivácii p44/42 angiogenézy
tBid indukuje zmeny konformácie Bak, čím sa
tBid Akumulácia tBid zvyšuje uvolňovanie mitochondriálneho
cytochrómu c
Smac a Diablo sa viažu a inhibujú proteíny
Smac/Diablo Akumulácia Smac/diablo
rodiny XIAP
Biomed Imaging Interv J 2006; 2(1):e22
32. Inhibítory proteazómov
NCI-01-C-0104H A Phase I Study of Concomitant Therapy with
Proteasome Inhibitor PS-341 (bortezomib) and
Radiation in Patients with Recurrent or
Metastatic Squamous Cell Carcinoma of the
Head and Neck
35. Celecoxib + RT
2003-0352 A PHASE I: CPT-11 AND CELECOXIB WITH RADIATION THERAPY FOR
PATIENTS WITH UNRESECTABLE NSCLC
3304C Phase II Study of the Combination of Oxaliplatin, Capecitabine, and Celecoxib With
Concurrent Radiation for Rectal Cancer
DFCI-00302 Phase II Study Of Temozolomide, Thalidomide And Celecoxib In Patients With
Newly Diagnosed Glioblastoma Multiforme In The Post-Radiation Setting
NABTT- A Pharmacokinetic Study of the Interaction Between Celecoxib and Anticonvulsant
2100 Drugs in Patients with Newly Diagnosed Glioblastoma Multiforme Undergoing RT
NCCTG- A Phase II Trial Of Celecoxib (Celebrex®) And Capecitabine (Xeloda®) Combined
N0346 With Pelvic Irradiation As Neoadjuvant Treatment Of Stage II or III Adenocarcinoma
Of The Rectum
VICC-GI- Phase II Pilot Study of Pre-Operative Celecoxib (Celebrex) in Combination with
0173 Prolonged Venous Infusion 5FU and Radiation Therapy for Patients with Stage II/III
Resectable Rectal Cancer
NCI Phase I-II study of external beam radiation therapy and brachytherapy concurrently
with celecoxib, 5-FU, and cisplatin in patients with locally advanced cervical cancer
36. Hypoxické cytotoxíny
• pO2 = 5-10 mmHg
• Lieky sú selektívne toxické
len pre hypoxické tkanivá
• Obchádza sa rezistencia
hypoxických buniek na
bežné cytostatiká
GOG-0219 - A Phase III,
• Tirapazamin Randomized Trial of Weekly
• Liečba nebude fungovať Cisplatin and Radiation Versus
samostatne, len v Cisplatin and Tirapazamine and
Radiation in Stage IB2, IIA, IIIB and
kombinácii s RT alebo CHT IVA Cervical Carcinoma Limited to
the Pelvis
Int J Rad Oncol Biol Phys, 2001(49)-2,319–326
37. Ďalšie možnosti cielenej liečby
• Talidomid, Lenolinamide
– Imunomodulátory, možný účinok na angiogenézu
• Inhibítory histón-deacetylázy (HDAC)
– Alterácia génovej expresie
• Inhibítory HSP90 – CCT0180159, VER-49009
– Spôsobujú depléciu mnohých kináz (c-RAF-1, PKB/Akt, CDK4) a p53
• Inhibítory CDK – R-roscovitine (CYC202)
– Úloha v kontrole bunkového cyklu, indukcia apoptózy
– Skúša sa u karcinómu prsníka a gliómov
• Inhibítory PI3K
– Blokáda proliferácie, prežívania, mobility, angiogenézy
– Skúšajú sa u buniek gliómov a prostaty
• Inhibítory mTOR - Temsirolimus
– Inhibícia regulácie rastu, diferenciácie a prežívania nádorových buniek
– Skúša sa u glioblastoma multiforme
38. Perspektívy kombinácii RT a cielenej
liečby
• Účinnosť cielenej liečby závisí od „kľúčovosti“ jej targetu.
Potrebná je inhibícia viacerých targetov.
• Kombinácia s cytotoxickou liečbou sa stáva viac selektívnou na
nádorové bunky.
• Cielená terapia dokázala redukovať liečebnú toxicitu a zlepšila
terapeutické výsledky u mnohých druhov rakoviny.
• Avšak benefit cielenej liečby je obmedzený na pacientov s
určitou molekulárnou léziou – preto individualizovaná analýza
tumoru dokáže v niektorých prípadoch predikovať odpoveď
(individuálny molekulárny profil)
Napriek pokrokom v rádioterapii v ostatných rokoch až u 20-30% pacientov dochádza po radiačnej liečbe k lokálnej recidíve, čo je u 30-40% pacientov spojené so zlyhaním liečby. Preto sa hľadajú stratégie na zlepšenie efektu rádioterapie najmä prostredníctvom rádiosenzibilizácie a rádioprotekcie. Problémom je, že ani jedna z týchto metód nepôsobí selektívne. V ostatných 20-tich rokoch došlo k pokroku v molekulárnej biológii. Chápeme dnes lepšie mechanizmy nekontrolovaného rastu a diferenciácie a identifikujú sa stále nové targety. K rozvoju poznatkov došlo aj na poli rádiobiológie, najmä pokiaľ ide o molekulárnu odpoveď na žiarenie.
Čo teda žiarenie v bunke spôsobí? Selekciu klonogénnych buniek s vyšším mitotickým potenciálom, ktoré rýchlo dopĺňajú straty. Reparačný proteín Rad51, ktorého overexpresia je odpoveďou na žiarenie, hrá významnú úlohu v reparácii poškodenej DNA. Reakciou na žiarenie je aj zvýšené množstvo TGF- , ktorý účinkuje ako ligand receptora pre EGF a spúšťa tak komplexnú signálnu kaskádu. Keďže S-fáza bunkového cyklu je pomerne rezistentná, bunky sa vzhľadom na úbytok v iných fázach sústreďujú hlavne v nej a práve v nej tiež prebiehajú všetky zásadné replikačné a syntetické procesy. Radiáciou je tiež indukovaná zmena správania sa mnohých génov s onkogénnym ale aj antionkogénnym potenciálom označovaná ako protektívna stresová odpoveď.
Ionizujúce žiarenie pôsobí v bunke na viacerých úrovniach, čím aktivuje stresovú signálnu kaskádu. Ide o akýsi sebazáchovný mechanizmus bunky, ktorým sa bunka snaží vysporiadať s poškodením. Úspešnosť tohto procesu závisí od mnohých faktorov, pokiaľ však ide o nádorové bunky, naším úmyslom je, aby sa jej to nepodarilo. Kľúčovú úlohu v odpovedi bunky na ionizujúce žiarenie hrá supresorový gén p53. Za fyziologických okolností zastavuje p53 bunkový cyklus a vytvára priestor na reparáciu, alebo posúva bunku k apoptóze. Naopak, v prípade mutácie p53 sa replikáciou poškodenej DNA chyba fixuje a akumuluje.
Nemenej dôležitú úlohu zohráva v reakcii na ionizujúce žiarenie a s ním spojené poškodenie DNA gén a následne proteín ATM (Ataxia Teleangiectasia Mutated) a ATR (ATM-Rad3 related) s kinázovým efektom. Významným spôsobom ovplyvňujú kontrolné body bunkového cyklus a v závislosti od stupňa a charakteru poškodenia bunky sa podieľajú sa na zastavení bunkového cyklu a reparácii poškodenej DNA alebo spustení apoptózy.
Počas iniciácie apoptózy sa up-reguláciou p53, uvoľnením ceramidu (napr. účinkom kyslej sfingomyelinázy) alebo inými mechanizmami aktivuje proapoptotická signálna kaskáda. Všetky signály sa integrujú na úrovni mitochondrií aktiváciou alebo up-reguláciou molekúl zo skupiny proapoptotických génov Bcl-2 (Bax, Bak, Puma, Noxa). Relatívna rovnováha pro- a antiapoptotických molekúl je tým rozhodujúcim bodom v indukcii bunkovej smrti. V prípade prevahy proapoptotických molekúl sa uvolňuje z mitochondrii cytochróm c a spúšťa apoptózu aktiváciou kaspázy 9 a sekundárnych kaspáz, ktoré rozkladajú intracelulárny substrát, čím indukujú v bunke apoptotický fenotyp, kondenzáciu a fragmentáciu chromatínu.
Toto sú teda niektoré z mechanizmov, ktoré prebiehajú v bunkách po ožiarení. Podľa klasickej koncepcie je hlavným mechanizmom účinku rádioterapie poškodenie DNA. Avšak s postupným odhaľovaním aspektov fungovania bunky sa prichádza na to, že tento mechanizmus je omnoho komplexnejší. Množstvo nových argetov rozširuje možnosti terapeutického ovplyvnenia a lepšie vyhliadky pokiaľ ide o výsledky liečby. Okrem DNA teda žiarenie pôsobí na tieto ciele. ... Mnohé z týchto cieľov sú však takisto cieľmi novších terapeutických postupov, alebo vzájomne ovplyvňujú rôzne navzájom súvisiace ciele. Logicky preto vznikla snaha tieto modality kombinovať s úmyslom zvýšiť terapeutický index a účinnosť liečby. Identifikácia interakcii medzi žiarením a signálnymi kaskádami vytvárajú priestor na ovplyvnenie určitých signálnych molekúl a tak zlepšiť výsledok RT. Hlavnou úlohou kombinácie RT a cielenej liečby je zvýšenie terapeutického indexu. To je možné buď zvýšením protinádorového účinku (ovplyvnenie bunkového cyklu, zásah do reparácie DNA, indukcia apoptózy, inhibícia angiogenézy, blokáda RT-indukovanej proliferácie, potenciácia imunitnej reakcie) a/alebo oslabením škodlivých účinkov na normálne tkanivá (zvýšenie rádiorezistencie zdravých tkanív, oslabenie odpovede organizmu ako je fibróza a podpora reakcii ako je revaskularizácia).
Podrobnejšie by som sa teraz venoval týmto skupinám liekov a ich kombinácii s rádioterapiou. http://www.biij.org/2006/1/e22
Komplex EGF a EGFR je jedným z kľúčových systémov ovládania nádorového rastu. Cez aktiváciu rôznych signálnych kaskád je zodpovedný za génovú transkripciu, progresiu bunkového cyklu, inhibíciu apoptózy, bunkové prežívanie a proliferáciu. U mnohých nádorov (SCC, MCC, SCLC, MGC) je tento receptor exprimovaný vo veľkom množstve už v skorých štádiách karcinogenézy a je spojený so zlou prognózou. Aktivita EGFR-kaskády blokuje cytotoxický účinok RT a uľahčuje nádorovú repopuláciu, čo vedie k zlyhaniu lokálnej kontroly nádoru. Predpokladá sa, že ionizujúce žiarenie spúšťa autofosforyláciu EGFR resp. cez up-reguláciu TGF- aktivuje zostupnú signálnu kaskádu sprostredkujúcu protektívnu stresovú odpoveď bunky. Aj z tohto dôvodu je EGFR jedným z targetov prvej voľby v protinádorovej radiačnej liečbe. Zdá sa však, že lepším prediktorom odpovede na anti-EGFR liečbu je skôr mutácia Tyr-kinázy receptora než jeho overexpresia. PI3K – fosfoinositid 3-kináza, Jak – Janus kináza, STAT – signal transducer and transactivator, MAPK – mitogen-activated PK, NF- B – nukleárny faktor
Inhibícia signálnej kaskády EGFR je možná na viacerých úrovniach.
Prvým spôsobom je monoklonálna protilátka proti externej doméne EGFR a z nich konkrétne najmä cetuximab. ( C225 má podobnú afinitu k EGFR ako TGF- .) Druhou možnosťou sú tyrfostíny, teda inhibítory TK, či už selektívne alebo neselektívne (problém nahrádzania EGFR). Ďalej sú to génové manipulácie. Inkorporáciou „nezmyselných“ oligonukleotidov do sekvencie nádorovej DNA kódujúcej EGFR dochádza k jeho zníženej expresii. Iným spôsobm je zabezpečenie overexpresie mutnentného EGFR, ktorý tvorí s wtEGFR nefunkčné heterodiméry. Nakoniec sú to metódy imunológie a nukleárnej medicíny ako vakcinácia, či imunokonjugácia Mab s rádioizotopom alebo cytotoxínom.
Ako teda fungujú tieto látky v kombinácii s rádioterapiou. EGFR-I spolu s RT vstupujú do kinetiky bunkového cyklu redukciou buniek vo fázach G1 a G2 ale aj fáze S (výhoda v synchronizácii modalít). Potenciáciou p27 kip1 (inhibítor CDK) a inhibíciou fosforylácie proteínu Rb blokujú rast buniek. EGFR-I posilňujú RT-indukovanú apoptózu, ďalšími účinkami sú blokáda RT-indukovanej aktivácie EGFR-kaskády via TGF- , oslabenie RT-indukovanej expresie Rad51 (blokáda reparácie DNA), modulácia rádiosenzitivity in vitro, z níženie expresie PCNA a p-EGFR in vivo, inhibícia angiogenézy, redukcia nádorovej hypoxie (zlepšenie efektu RT) a oslabenie účinku génu Egr-1, IL-1 ß a chemokínu CXCL1 indukovaných RT (Egr-1 – replikácia a migrácia endoteliálnych buniek, formácia mikrotubulov, expresia VEGF a nádorová angiogenéza, IL-1 ß – aktivácia transkripčného faktora NF- B – aktivácia zápalových a onkogénnych procesov (proliferácia, angiogenéza, invazivita, rádiorezistencia) a CXCL1 (MGSA/GRO) – úloha v tumorigenéze a angiogenéze). Wollmam et al. v r.1994 dokázali, že pridanie EGF k bunkám mamárneho karcinómu zvýšili ich rádiorezistenciu a podobné výsledky sa dosiahli aj v iných experimentálnych štúdiách. Naopak inhibícia EGFR dokázala bunky senzibilizovať. Treba však povedať, že princípom aplikácie inhibítorov EGFR pri frakcionovanej RT je skôr inhibícia proliferácie, nakoľko pri frakcionácii 2 Gy/d sa odhaduje redukcia efektivity takejto liečby až o 0,6 Gy/d (Maciejewski et al. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1989;16:831– 843.)
Tohto roku americká FDA schválila indikáciu cetuximabu v kombinácii s rádioterapiou u pacientov s nádormi hlavy a krku. V multicentrickej štúdii fázy III bolo zaradených 424 v štádiu III-IV SCC orofaryngu, hypofaryngu alebo laryngu bez predchádzajúcej terapie. Stratification factors were Karnofsky Performance Status (60-80 versus 90-100), nodal stage (N0 versus N+), tumor stage (T1-3 versus T4 using American Joint Committee on Cancer 1998 staging criteria), and radiation therapy fractionation (concomitant boost versus once-daily versus twice-daily). Radiation therapy was administered for 6-7 weeks as once daily, twice daily, or concomitant boost. The planned radiation therapy regimen was chosen by the investigator prior to enrollment. For patients with ³ N1 neck disease, a post-radiation therapy neck dissection was recommended. Starting one week before radiation, ERBITUX was administered as a 400-mg/m2 initial dose, followed by 250 mg/m2 weekly for the duration of radiation therapy (6-7 weeks). All ERBITUX-treated patients received a 20-mg test dose on Day 1. Cetuximab was administered 1 hour prior to radiation therapy, beginning week 2. Of the 424 randomized patients, 80% were male and 83% were Caucasian. The median age was 57 years (range 34-83). There were 258 patients enrolled in US sites (61%) and 166 patients (39%) in non-US sites. Ninety percent of patients had baseline Karnofsky Performance Status ³ 80; 60% had oropharyngeal, 25% laryngeal, and 15% hypopharyngeal primary tumors; 28% had AJCC T4 tumor stage. The patient characteristics were similar across the study arms. Fifty-six percent of the patients received radiation therapy with concomitant boost, 26% received once-daily regimen, and 18% twice-daily regimen.
Výsledky štúdie boli takéto: ...
Kombinovaná liečba bola veľmi dobre tolerovaná, signifikantne viackrát sa v tmto ramene objavil akneiformný rash, strata na hmotnosti, nausea, horúčky, bolesť hlavy, pruritus, infúzne reakcie. Naopak anémia bola signifikantne častejšia v ramene so samotnou RT.
EGFR Inhibitors The excellent results observed in phase 1 trials combining cetuximab with cisplatin or radiation led to the rapid acceleration of development to phase 3 trials.[6,7] In general, the response rate to cetuximab in refractory patients is about 10%, which compares favorably with the response to standard chemotherapeutic agents in the same setting . The preliminary results of several new trials using cetuximab were reported at the 2006 ASCO meeting. Patient characteristics of those recruited to a phase 3 study were reported by Vermorken and colleagues.[8] Patients with recurrent or metastatic HNC were randomized to receive cetuximab plus cisplatin (or carboplatin) and 5-fluorouracil (5-FU) or chemotherapy alone. A total of 440 patients were randomized; 320 patients are undergoing treatment and 99 have completed the study. The data safety monitoring board reviewed the data on the first 140 patients and found no reason to halt the study. Kies and colleagues[9] at MD Anderson Cancer Center (MDACC) conducted a phase 2 trial of induction therapy in treatment-naive HNC patients using weekly paclitaxel, carboplatin, and cetuximab over 6 weeks. Following induction chemotherapy, patients underwent "risk-based" local treatment. To date, all 41 evaluable patients achieved a response (partial response [PR] or complete response [CR]) at the primary site; 43 of 44 patients achieved a nodal response; and 11 of 45 were disease-free after the induction regimen. The authors concluded that this induction regimen is feasible, highly active, and associated with an acceptable toxicity profile. The role of cetuximab in combination with chemoradiation will be determined by the final results of these and other ongoing studies. http://www.medscape.com/viewarticle/541630
Druhým zo skupiny erbB receptorov je Her2. Jeho vysoká expresia je známa u nádorov prsníka a koreluje s mierou relapsov a celkovým prežívaním. Proti externej doméne je zameraný trastuzumab. Potvrdil sa u neho synergický efekt v kombinácii s RT. Zlepšoval cytotoxický efekt RT, tlmí RT indukovanú apoptózu a redukuje počet buniek v S-fáze, čím aj skracuje čas potrebný na reparáciu DNA. U SCCHN je pomerne častá jeho koexpresia s EGFR a tvorba heterodimérov EGFR/HER2. Výsledkom je výraznejšia stimulácia signálnej kaskády, preto je nutné blokovať oba receptory. Ideálnym na tento účel sa javí lapatinib, čo je selektívny duálny inhibítor tyrozínkináz EGFR aj HER2. Several trials using lapatinib in HNC were reported at the meeting with mixed results. Harrington and colleagues[18] discussed a phase 1 study of lapatinib (dose escalation) plus chemoradiation (using cisplatin) in patients with locally advanced HNC. Seventeen patients have been treated and the optimally tolerated regimen was 1500 mg of lapatinib. There was preliminary evidence of clinical activity, although the specific details are pending. In a phase 2 study reported by Abidoye and colleagues,[19] lapatinib was evaluated in patients with recurrent/metastatic HNC. Two cohorts were examined, either with or without prior exposure to EGFR inhibitor(s). Forty-two patients were enrolled and, although there was minimal toxicity, no clinical responses have been observed in either group.
Týmto sme sa organicky dostali k druhému spôsobu blokády signálnej kaskády vychádzajúcej z receptora pre rastový faktor. Prvým z inhibítorov anti-EGFR TKI schváleným FDA v protinádorovej liečbe bol gefitinib (u NSCLC). V kombinácii s RT inhibuje bunkový cyklus a zvyšuje rádiosenzitivitu nádorového tkaniva. U nádorov pľúc ako aj hlavy a krku sa potvrdilo zlepšenie odpovedí, ale aj časovo dependentných hodnôt. Although approval of gefitinib has been put on hold pending results of other trials, erlotinib has also been approved for NSCLC as well as for pancreatic cancer. Both agents have been investigated in HNC and been shown to have activity.[10,11] Unlike in NSCLC, there is little evidence of EGFR activating mutations in HNC, and higher doses of TKI appear to be more effective.[11,12] A phase 1/2 trial[16] using induction chemotherapy plus gefitinib followed by concurrent chemotherapy/radiation/gefitinib for locally advanced HNC was reported by the Minnie Pearl Cancer Research Network. Of the 34 patients who completed therapy, 11 had a CR and 18 had a PR (overall RR of 85%). The progression-free survival and overall survival at 1 year were 68% and 86%, respectively. The addition of gefitinib did not increase toxicity. The authors concluded that the regimen is active with an acceptable toxicity profile. EGFR TKIs may prove efficacious when combined with standard cytotoxic therapies.
Aj erlotinib bol FDA schválený pre liečbu NSCLC ako aj pankreasu. Nezávislá expozícia buniek erlotinibu alebo RT vyvolá charakteristické zastavenie cyklu v G1 a G2/M fáze. Podanie samotného erlotinibu redukuje percento buniek v rádiorezistentnej S-fáze. V závislosti na dĺžke trvania bunkového cyklu je možné zachytiť viac buniek v citlivých fázach cyklu – synchronizácia. Mnohé účinky sa na molekulárnej úrovni kryjú s ostatnými tyrfostínmi. Zaujímavé je, že až vyše 100 génov je exprimovaných po RT a následne revertovaných erlotinibom a to nie je zďaleka jeho jediný účinok. A phase 1 dose-escalation study of erlotinib combined with docetaxel and radiation in locally advanced HNC was reported by Savvides and colleagues.[13] Of the 18 patients enrolled at dose levels 1-3, fifteen had a CR, 2 were not evaluable, and 1 patient died on study. No significant pharmacokinetic interactions between erlotinib and docetaxel were observed. The authors concluded that this regimen is feasible and active. A similar study was reported by Herchenhorn and colleagues[14] using erlotinib plus cisplatin and radiotherapy for locally advanced HNC. Phase 1 was completed with 9 patients and 150 mg/day erlotinib was established as the dose for the phase 2 portion of the study. Of the 13 evaluable patients (both phase 1 and 2), 11 achieved a complete pathologic CR. The preliminary results of a study at MDACC led by Kim and colleagues[15] examining the therapeutic effects of cisplatin, docetaxel, and erlotinib in advanced HNC were reported. Of the 32 evaluable patients to date, CR has been observed in 3 patients, PR in 18 patients, and 8 patients have stable disease (overall response rate [RR] of 66%). The authors concluded that the regimen is well-tolerated and active in HNC.
Cetuximab, trastuzumab a inhibítory TK sa skúšajú u mnohých nádorov.
Imatinib špecificky inhibuje TK bcr-abl, c-kit a PDGF-R. V štúdii Herskinda et al. sa in vitro na bunkách glioblastómu potvrdil synergický efekt, avšak skôr kvôli inhibícii proliferácie než kvôli rádiosenzibilizácii (J Clin Oncol (Meeting Abstracts) 2006 24: 13125). Momentálne sa kombinácia klinicky skúša u detí s gliomami. Veľmi sľúbnými sa ukazujú aj sorafenib a sunitinib
Výsledky experimentov za ostatných 15 rokov dokázali, že aktivácia onkogénu ras mutáciou, overexpresiou alebo signálom z TK receptora je asociovaná s rezistenciou buniek na cytotoxicitu ionizujúceho žiarenia. Proteín ras je totiž významným prenášačom signálu z receptorov rastových faktorov na efektorové molekuly ako raf a skupinu MAP kináz. Aktívny je však len vo väzbe na GTP (inaktívny na GDP), ktorú spôsobuje dimerizácia receptora alebo ako permanentne aktívny mutovaný GTP- ras. (incidencia mutácie ras je 30% nádorov) Musí však byť lokalizovaný na vnútornej strane membrány bunky, čo zabezpečuje farnesylácia (väzba 15-carbon farnesyl prenyl skupiny na proteín). Niektoré mutácie K-ras môže v prípade blokády farnesylácie prenylovať aj tzv. geranylgeranyltransferáza a preto sú na blokádu potrebné oba enzýmy. FTI inhibujú proliferáciu buniek (aj tých bez mutácie ras), rádiosenzibilizácia je však špecifická pravdepodobne len pre mutovaný ras. Mechanizmus však nie je známy.
Tipifarnib (Zarnestra) v kombinácii s RT je momentálne skúšaný u nádorov pankreasu a pľúc a u multiformného glioblastómu
Progresia rakoviny je spojená s novotvorbou ciev a narastajúcim množstvom angiogénnych faktorov.
Tie jednak autokrinne stimulujú samotný tumor a jednak zvyšujú proliferáciu endotelu a pučanie kapilár smerom k nádoru. Výrazne v tom napomáha aj proteolýza extracelulárneho priestoru prostredníctvom matrixových metaloproteináz.
Podľa klasickej koncepcie je kontrola tumoru rádioterapiou spôsobená poškodením DNA, najmä cez dvojvláknové zlomy, čo vedie k redukcii proliferačného potenciálu a klonogénneho prežívania nádorových buniek. Zistilo sa však, že tomu v nemalej miere napomáha aj poškodenie mikrovaskulatúry. Reakciou na zmeny v mase nádoru počas RT je stresová reakcia, ktorej výsledkom je up-regulácia VEGF. Jeho účinkom dochádza k prežívaniu endoteliálnych buniek a novotvorbe ciev so sprievodnou zvýšenou vaskulárnou denzitou a permeabilitou, čo prispieva k rádiorezistencii tumoru a zlyhaniu liečby žiarením.
Antiangiogénne látky môžu s RT pôsobiť synergicky alebo aditívne zlepšením oxygenácie cez inhibíciu procesov neovaskularizácie. Môžu tiež zlepšovať rádiosenzitivitu priamo a/alebo nepriamo inhibíciou ochranných signálnych kaskád bunkového prežívania u nádorových aj endoteliálnych buniek, čo vedie k zvýšenej apoptóze tak v kompartmente nádorových buniek ako aj v kompartmente nádorovej strómy (endotel,...). Antivaskulárna liečba pôsobí aditívne na zlepšenie odpovede nádoru na žiarenie zmenšením celkovej nádorovej masy prostredníctvom uzáveru ciev a nekrózou tumoru a vytvorením prostredia v tumoru, kde zostávajúce viabilné, dobre oxygenované bunky perzistujú ako ideálny cieľ pre RT. Efekt kombinovanej liečby žiarením a antiangiogénnymi látkami sa skúšal v mnohých predklinických štúdiách na bunkách rôznych humánnych nádorov in vivo. Jednorázová alebo frakcionovaná iradiácia bola kombinovaná s látkami ako TNP-470, TNP-40, Angiostatin, liekmi blokujúcimi VEGF-R (DC 101, SU5416, SU6668, PTK787/ZK222548), bevacizumab, inhibítormi EGFR (gefitinib, cetuximab) alebo inhibítormi COX-2.
Proteazóm v bunke sprostredkúva degradáciu určitých proteínov v signálnych kaskádach Inhibícia proteazómov má za následok stabilizáciu proapoptotických molekúl p53, Bid a Bax, s následným posunom bunky k apoptóze. Sprostredkuje tiež akumuláciu inhibítorov proteínkináz z rodiny KIP (p21, p27 a p28), čoho výsledkom je zastavenie bunkového cyklu. Jedným z hlavných terčov proteazómov je NF- B. Bortezomib – prebieha štúdia fázy I u pacientov s rekurentným alebe metastatickým karcinómom HaN
Transkripčný faktor NF- B sa normálne nachádza v bunkovej cytoplazme. Pri stimulácii sa fosforyluje inhibičná molekula I- B a je degradovaná proteazómom. NF- B vstupuje do jadra a spúšťa transkripciu niekoľkých antiapoptotických proteínov vrátane Bcl-2 a inhibítorov proteínov apoptózy (IAPs). S použitím inhibítorov proteazómov sa zvýši hladina I- B a NF- B ostane v cytoplazme.
Celecoxib bol skúšaný u NSCLC a nádorov horného GITu U nádorov s up-reguláciou COX-2 dochádza k zvýšeniu hladiny PG-E2. Inhibícia prostaglandínov vedie k zvýšeniu apoptózy a tým k rádiosenzibilizácii. Zdá sa, že inhibítory COX-2 majú selektívy účinok na nádorové tkanivo
pO2 normálnych tkanív je 40-50 mmHg. Hypoxické tumory sú asociované s horšou prognózou, vyššou malignitou a metastázovaním. TPZ prichádza účinkom reduktáz o 1 elektrón a mení sa na radikál, ktorý vytrháva z makromolekúl (DNA) atóm vodíka, čím sa tvoria jedno- a dvojvláknové zlomy. Za aerobných podmienok kyslík spätne TPZ oxiduje za vzniku superoxidového radikálu. Liečba nebude fungovať samostatne, len v kombinácii s RT alebo CHT, lebo k účinku hypoxických cytotoxínov je nutná hypoxia.
