4. Vähi immuunokujundamine
Vähirakkude ja immuunsüsteemi interaktsioon
Vähi täielik elimineerimine
immuunsüsteemi poolt
Immuunsüsteemi poolt kujundatud
vähirakkude esiletõus
Immuunsüsteemiga kohandunud
vähirakud on kas
·
·
·
vähem immuunogeneesed,
suurenenud võimega inhibeerida
vähivastast immuunvastust.
-
-
Pilt: neurosurgery-blog.com
4/37
5. Vähi intsidents organ-transplantatsiooni patsientidel
SITE OF CANCER NO. CASES OBSERVED NO. CASES EXPECTED RATIO OBS/EXP (ADJ)
non melanoma skin 127 5.1 21.7
thyroid other endocrine 30 2.1 11.0
mouth tongue lip 22 1.6 10.0
cervix vulva vagina 39 3.6 9.4
nonHodgkins lymphoma 25 2.4 8.5
kidney ureter 32 3.5 8.0
bladder 26 4.7 5.2
colorectal 38 10.5 3.6
lung 30 12.5 2.5
brain 10 4.1 2.6
prostate 11 5.2 2.3
melanoma 7 4.1 2.0
breast 15 13.6 1.2
Tabel: Peto, J (2001). Cancer epidemiology in the last century and the next decade. Nature, 411, 6835:390-5. Birkeland, et al. (1995). Cancer risk after renal
transplantation in the Nordic countries, 1964-1986. Int. J. Cancer, 60, 2:183-9. ADJustment by empirical Bayesian shrinkage towards a Beta prior.
5/37
8. Kaks peamist trendi vähisuremuses
Vähi suremus peegeldab ravi efektiivsust
Suremus osadesse kasvajatüüpidesse on vähenenud. Tingituna näiteks mao- ja
maksakasvajate puhul paremast toiduohutusest (H. pylori) ja emakakaela (ja soole-)
kasvajate puhul sõeltestimistest.
Mitmed põhilised kasvajatüübid on jäänud resistentseks enamuse kasutatavate
ravimeetodite suhtes.
Enamus laialt kasutatavatest vähiravimitest on kasutusele võetud juba enne 1970-ndaid
aastaid, mil puudus arusaam vähi molekulaarsetest alustest.
·
·
·
8/37
9. Esmased vähid ja 5 aasta suremus
Käärid vähi diagnoosimise ja eduka ravi vahel
suremus
Pilt: Cancer Research and the $90 Billion Metaphor. Eliot Marshall, 2011.
9/37
10. PSA sõeltestimise mõju metastaatilisele
eesnäärmevähile
Pilt: PSA screening has also significantly impacted prostate cancer mortality, the true measure of a successful screening test. In fact, prostate cancer has
enjoyed the largest percent decline in mortality of any carcinoma in the past ten years!
10/37
11. Pilt: PSA screening has also significantly impacted prostate cancer mortality, the true measure of a successful screening test. In fact, prostate cancer has
enjoyed the largest percent decline in mortality of any carcinoma in the past ten years!
11/37
12. Molekulaarne pro leerimine aitab määrata
rinnavähi ravi
Pilt: L. van't Veer - [Genomic signatures of specific sites of metastases}(http://www.slideshare.net/ESOSLIDES/l-veer-abclisbonmetasites).
12/37
13. Molekulaarne pro leerimine
Difuusne suurerakuline lümfoom
Pilt: The Biology of Human Lymphoid Malignancies Revealed by Gene Expression Profiling. Louis M. Staudt & Sandeep Dave, 2005. DLBCL, Diffuse Large B-Cell
Lymphoma; PMBL, Primary Mediastinal B-Cell Lymphoma; GCB, Germinal Center B-Cell Lymphoma; ABC, Activated B-cell-like Lymphoma.
13/37
14. Biomarkerid
Molekulaarne profileerimine annab ka infot selle kohta kas vähk on mingile
kindlale märklaud ravile tundlik
mitte-väikserakuline kopsuvähk, EGFR mutatsioonid määravad tundlikkuse türosiin kinaasi
inhibiitoritele (iressa)
GI strooma vähk, KIT ja PDGFRA mutatsioonid määravad tundlikkuse c-KIT ja PDGFR
inhibiitoritele (imatinib)
metastaatiline soolevähk, mutantne KRAS ennustab mitte-tundlikkuse anti-EGFR
antikehadele.
melanoom, BRAF mutatsioonid mutatsioonid määravad tundlikkuse spetsiifilistele
inhibiitoritele (vemurafenib)
rinnavähk, HER2 amplifikatsioon ennustab tundlikkust anti-HER2 teraapiale.
·
·
·
·
·
14/37
15. Vähiravi strateegiad
Surm/apoptoos vs diferentseerumine
Enamus mittekirurgilise vähiravi strateegiatest põhineb sellel, et ravi tagajärjel vähirakud
lähevad apoptoosi.
Alternatiiviks on vähirakkude diferentseeruma suunamine nii, et nad muutuksid post-
mitootilisteks.
·
·
Pilt: 12-AAG (tanespimycin) indutseeritud mitoosikatastroof rinnavähi rakuliinidel. Zajac et al., 2008.
15/37
16. Äge promüelotsüütne leukeemia
APL iseloomustab ebanormaalne mitte-küpsete granulotsüütide akumulatsioon ja on seotud
retinoolhappe retseptori (RARα) translokatsiooniga (t(15;17)(q22;q12); PML-RAR).
·
Algselt fataalne haigus (kirjeldati 1957) on hästi ravitav all-trans-retinoolhappega mis
diferentseerib need vähirakud neutrofiilideks.
all-trans-retinoolhape põhjustab diferentsatsiooni geene represseeriva PML-RAR valgu
ubikvitineerimise ja proteasoomse lagundamise.
-
-
Pildid: image.bloodline.net, wikipedia.
16/37
17. Ainult osa vähi valkudest sobivad ravimimärklauaks
Madalmolekulaarsed ühendid omavad peamiselt inhibeerivat toimet valkudele millele
nad seostuvad.
Reeglina, tuumorsuppressorid ja genoomi korrashoiu eest vastutavad valgud ei sobi seega
otseseks ravimi märklauaks: nende funktsiooni on vähirakkudes praktiliselt võimatu
taastada.
Onkogeenid ja neile signaalirajas järgnevad geenid on potentsiaalsed ravimimärklauad.
·
·
·
Pilt: www.biooncology.com.
17/37
18. TP53 on siiski võimalik reaktiveerida
PRIMA-1 reageerib mutantse p53 tioolrühmadega ja moodustab kovalentse sideme.
PRIMA-modifitseeritud p53 omandab uuesti tuumorsupressor aktiivsuse põhjustab rakkude
apoptoosi.
·
·
Pilt: Lambert et al., 2009 .
18/37
19. TP53 reaktivatsioon
Nutlin-2: Metsik tüüpi p53 assotseerub vähis tavaliselt MDM2 üle-ekspressiooniga. Sellistes
kasvajates on võimalik blokeerida MDM2 seostumine p53 (Joonisel b).
PhiKan083: p53 Y220C mutantset valku on ka võimalik reaktiveerida - PhiKan083
seostumine taastab p53 normaalse konformatsiooni (Joonisel c,d).
·
·
Pilt: Brown et al., 2009 .
19/37
20. Onkogeen sõltuvus
'Onkogeen sõltuvus' (oncogene addiction): vaatamata tumorigeneesi käigus vähirakku
akumuleerunud mitmete onkogeensetele mutatsioonidele, on vähirakk sõltuv kindla
onkogeense valgu/raja aktivatsioonist.
·
20/37
21. Onkogeen sõltuvus
Kui see kriitiline onkogeenne rada 'kinni panna' siis vähk kollapseerub:·
BCR-ABL fuusionvalk kroonilises müelotsüütses leukeemias on tundlik imatinib-le,
HER2 on amplifitseerunud 25-30% rinnavähkides mis muudab need tundlikuks HER2-
antikehadele (trastuzumab) ja inhibiitoritele (lapatinib),
EGFR 10-20% mitte-väikserakulised kopsuvähid sisaldavad aktiveerivaid mutatsioone
kinaasses domäänis ja on tundlikud inhibiitoritele gefitinib ja erlotinib-ile,
BRAF V600E mutatsioon on 70% melanoomides, 40% kilpnäärmevähkides ja 20% mCRC
mis muudab need tundlikuks nt. vemurafenib-ile.
-
-
-
-
Pilt: B-raf ja vemurafenib kompleks. PDBid: 3OG7.
21/37
22. Eksperimentaalsed näited onkogeen sõltuvusest
TRANSGEENNE ONKOGEEN VÄHI VASTUS
Vähi täielik regressioon peale transgeeni 'välja lülitamist'
Hras melanoom kollapseerus
Kras kopsu adenokartsinoomi regressioon
bcrabl Braku leukeemia regressioon
myc T raku lümfoom, AML regressioon
fgf7 kopsu epiteeli hüperplaasia regressioon
SV40 LT süljenäärme hüperplaasia regresseerus, kui transgeeni ekspresseeriti
<4 kuud
Vähk jäi alles või relapseerus peale transgeeni 'välja
lülitamist'
SV40 LT süljenäärme hüperplaasia tuli tagasi, kui transgeeni ekspresseeriti >4
kuud
neu rinnanäärme adenokartsinoom relapseerus
myc või wnt rinnanäärme adenokartsinoom jäi alles
22/37
23. Vähiteraapias kasutatavad ravimiklassid
Tsütotoksilised kemoterapeutikumid,
Hormoonravimid,
Märklaud-ravimid,
·
toimivad kiirelt jagunevatele rakkudele (nt. CHOP kombo: Cyclophosphamide,
Doxorubicin, Vincristine (Oncovin), Prednisolone).
-
·
blokeerivad hormoon-sõltuvate vähirakkude jagunemist ja põhjustavad vähirakkude
surma (Lutron, Zytiga),
-
·
inhibeerivad spetsiifilisi onkovalke, millest vähirakud on sõltuvad (oncogene dependence).-
23/37
24. Märklaud-ravimid
Märklaud teraapias kasutatavad ravimid jagunevad kaheks peamiseks rühmaks
Madalmolekulaarsed inhibiitorid jagunevad omakorda mitmeks rühmaks, millest osad on:
Näiteid märklaud-ravimitest
·
madalmolekulaarsed inhibiitorid
monoklonaalsed antikehad (rituximab,bevacizumab,trastuzumab,etc)
-
-
·
türosiin kinaasi inhibiitorid (imatinib mesylate,ge tinib,sorafenib, sunitinib,etc),
seriin/treoniin kinaasi inhibiitorid (temsirolimus, everolimus,vemurafenib,etc),
proteasoomi inhibiitorid (bortezomib).
-
-
-
·
24/37
25. Ravimimärklauaks sobivad valgud/druggable targets
Valku loetakse sobivaks ravimi märklauaks
kui ta omab identifitseeritavat
ensümaatilist aktiivsust ja defineeritud
katalüütiline sait (catalytic cleft).
Katalüütilisse lõhesse on võimalik
seostada suhteliselt madalmolekulaarne
(<1000Da) ühend.
Mitmed mittekovalentsed sidemed mis
sellise madalmolekulaarse ühendi
seostumisel moodustuvad, võimaldavad
saavutada ravimi kõrge spetsiifilisuse ja
aviidsuse (~mitmete kontaktide afiinsuste
summa)
·
·
·
Pilt: BCR-ABL kompleksis imatinib-iga.
25/37
26. Ravimimärklauaks ebasobivad valgud
Keskmiselt 1 valk 5 sobib
Valke millel selge katalüütiline sait puudub peetakse üldiselt ravimimärklauaks sobimatuks,
nt. transkriptsioonifaktorid. Onkovalgud MYC ja FOS klassifitseeruvad selliste valkuda
hulka. Hormoonretseptorid on siin erand, sest neil on spetsiifiline hormooni siduv domään
(tamoksifeen blokeerib östrogeeniretseptori)
Teisalt ei garanteeri katalüütilise domääni olemasolu, et mingi valgu vastu on mõtet ravimit
disainima hakata. Näiteks,
·
·
RAS GTPaasne domään, mida pole mõtet inhibeerida, sest see omab juba isegi madalat
RAS-i inhibeerivat toimet.
türosiin fosfataasid, mis toimivad signaaliraja negatiivses tagasisides.
-
-
26/37
27. Valk-valk interaktsioonide blokeerimine
Nutlin-2: blokeerib MDM2 seostumise metsik tüüpi p53.
ICG-001 blokeerib -kateniini/CBP (cyclic AMP response-element binding protein binding
protein) vahelise interaktsiooni.
·
· β
CBP on Wnt/ -kateniini signaaliraja transkriptsiooni koaktivaator, mis koos -kateniiniga
aktiveerib mitmete oluliste anti-apoptootiliste geenide (survivin, IAP) ja ka tsükliin D1
ekspressiooni.
- β β
Pilt: Small-molecule inhibition of CBP/catenin interactions eliminates drug-resistant clones in acute lymphoblastic leukemia. Gang et al., 2014.
27/37
28. Kinaasid on vähiravis olulised ravimimärklauad
Praegu, 24 terapeutilisest inhibiitorist kasutatakse 17 vähiravis
Inimesel on genoomis 518 kinaasi geeni.
~395 kinaasi inhibiitorit ~110 erineva
kinaasi vastu on kliinilises arenduses de
Castro, 2012.
Türosiin kinaase on 90 ja seriin-treoniin
kinaase 318.
Kinaasne domään on erinevatel kinaasidel
väga sarnane.
·
·
·
·
Pilt: inimese kinoomi puu. Cell Signalling Technology, Inc.
28/37
29. EGFR inhibiitorid
Erinevate epidermaalse kasvufaktori retseptori (EGFR) türosiin kinaasi inhibiitorite seostumine
kinaasse domääni ATP seostumise lõhesse. Moodustuvad mitmed mittekovalentsed sidemed.
(a) Two-dimensional (2D) structure of reversible inhibitor gefitinib and the three-dimensional (3D) structure in complex with EGFR (PDB code 3UG2). (b) 2D
structure of reversible inhibitor erlotinib and the 3D structure of the binding site of EGFR in complex with erlotinib (PDB code 4HJO). (c) 2D structure of the
potent irreversible inhibitor afatinib (BIBW-2992) and the 3D structure of the binding site of EGFR in complex with afatinib, showing the covalent interaction
with Cys797, highlighted in orange (PDB code 4G5J). PDB, Protein Data Bank. Allikas: de Castro et al., 2013.
29/37
30. Ükski TKI pole absoluutselt selektiivne
Pilt: Ringi suurus näitab inhibiitori sidumisafiinsust: suurem on kõrgema afiinsusega. Nature Immunology 10, 356 - 360 (2009).
30/37
31. Ravimiresistentsus
In vitro ravimiresistentsust vahendavad mutatsioonid BCR-ABL valgus
Pilt: A partially overlapping network of BCR-ABL1 kinase domain mutations confer resistance to certain TKIs. O'Hare et al., 2012.
31/37
32. Türosiin kinaasi inhibiitorite resistentsus kopsuvähis
NSCLC resistentsusele viivad mehhanismid
Pilt: de Castro et al., 2013.
32/37
33. Kliinilised uuringud
Faas 1 uuringud viiakse läbi tervetel
vabatahtlikel (20-80) ja tehakse kindlaks
ravimi ohutu doosi piirkond, uuritakse
farmakokineetikat ja identifitseeritakse
kõrvalmõjud.
Faas 2 uuritakse 100-300 inimesel kas
ravim on efektiivne võrreldes
platseebo/standard raviga ja
kõrvalmõjusid. Faasis 2a selgitatakse
erinevate dooside toime. Faas 2b selgitab
kas ravi(m) on efektiivne. Enamus ravimeid
praagitakse välja 2. faasis.
Faas 3 suured multikeskus (1000-3000)
uuringud kinnitavad kliinilise efektiivsuse.
·
·
·
Terapeutiline aken: ravimi doos mis
asetseb efektiivsuse ja toksilisuse vahel.
The therapeutic window is from 10% of
therapeutic effect to 10% of the toxic
effect
·
·
33/37
34. TKI kõrvaltoime: EGFR inhibitsioon
Erlotinibi kasutamisega võib patsentidel tekkida nahale aknesarnane lööve.
Samas assotseerub sellise lööbe teke oluliselt parema ravitulemusega (mitte-väikserakuline
kopsuvähk), olles nõnda ka farmakodünaamiliseks markeriks.
·
·
34/37
35. 'Top 10 best-sellerit' vähiravimite hulgas 2013 (maailmas)
BRÄND NÄIDUSTUS MÄRKLAUD TÜÜP MÜÜK FIRMA
Rituxan mitteHodgkini lümfoom, CLL CD20 antikeha $7.78B Roche
Avastin kolorektaal, kopsu, munasarja ja
ajuvähk
VEGF antikeha $6.75B Roche
Herceptin rinna, mao ja söögitoru vähk HER2/neu antikeha $6.56B Roche
Gleevec leukeemia, GI vähk BCRABL väike kinaasi
inhibiitor
$4.69B Novartis
Alimta kopsuvähk puriini ja pürimidiini
süntees
kemoterapeutikum $2.7B Eli Lilly
Velcade multi müeloom valkude lagundamine proteasoomi
inhibiitor
$2.6B Takeda, J&J
Erbitux käärsoole ja peakaela vähk EGFR antikeha $1.87B Merck, BMS
Lupron eesnäärme ja munasarja vähk gonatotropiin hormoonravim $1.73B AbbVie,
Sanofi
Zytiga eesnäärme vähk androgeen hormoonravim $1.7B J&J
Revlimid multi müeloom, mantelrakk lümfoom ? kemoterapeutikum $1.09B Celgene
35/37
