SUNITINIB, TALIDOMIDA. Dr. M. Macià i Garau Oncología Radioterápica Institut Català d Oncologia (ICO)

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1 SUNITINIB, TALIDOMIDA Dr. M. Macià i Garau Oncología Radioterápica Institut Català d Oncologia (ICO)

2 Angiogénesis fisiológica embriogénesis, cicatrización, funciones reproductivas (formación del folículo ovárico, placenta, lactancia) Factores Anti-angiogénicos Factores Pro-angiogénicos Trombospondina Endostatina * Angiostatina, vasostatina Interferones α TIMP IL10, IL12 Platelet factor 4 MMP VEGF +++ FGF PPGF PDEGGF EGF HGF TGF-α IGF Angiopoïetina-1 Angiogenina IL8 G-CSF, GM-CSF modificado

3 Factores de crecimiento angiogénico Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) VEGF Receptor (VEGFR) Ligandos (glicoproteinas) VEGF-A VEGF-B VEGF-C VEGF-D VEGF-E PlGF-1, PlGF-2 Receptores de membrana VEGFR-1 (Flt-1) VEGFR-2 (Flk/KDR) VEGFR-3 (Flt-4) Co-receptores NRP-1, NRP-2

4 Receptores de membrana VEGF VEGF-B PlGF VEGF-C VEGF-D Dominio extracelular ligando-específico (VEGFR-1) (VEGFR-2) (VEGFR-3) Dominio transmembrana Dominio intracelular con actividad tirosin-kinasa Célula endotelial

5 VEGF VEGF-C VEGF-D Interacción ligandoreceptor de membrana P (VEGFR-2) PLC P Cascada de activación Activación del dominio intracelular con actividad tirosin-kinasa Activación de vías intracelulares de transducción Célula endotelial Supervivencia celular, proliferación de células endoteliales, migración de células endoteliales, permeabilidad vascular, limfangiogénesis

6 (VEGFR-1) Angiogénesis fisiológica Migración y diferenciación de células endoteliales (VEGFR-3) limfangiogénesis (VEGFR-2) Permeabilidad vascular Invasión, migración, proliferación y supervivencia de células endoteliales

7

8 Otros receptores tirosin-kinasa implicados en el proceso angiogénico Kinasa EGFR Her2 Her3 Her4 Ig-like PDGF-α EGFR-β CSF-1 R Klt, Flk2 Flt 1 (VEGFR1) Flk 1 (VEGFR2) Flk 4 (VEGFR3) FGFR1 FGFR2 FGFR3 FGFR4 Met Ron Sea Tie-1 Tek (Tie-2) EphA1 (Eph) EphA2 (Eck) EphA3 (Hek) EphA4 (Sek1) EphA5 (Ehk1) EphA6 (Ehk2) EphA7 (Mdk1) EphA8 (Eek) EphB1 (Elk) EphB2 (Nuk) EphB3 (Hek2) EphB4 (Htk) EphB5 (Cek9) EphB6 (Mep) Porción rica en cysteina FNIII like EGF-like Acido

9 Moduladores de la expresión de VEGF p53 VHL Ras Raf Stress oxidativo HIF-1 + VEGF + Angiogénesis Hipoxia + EGF FGF IGF PDGF TGF Il1β, Il6 PGE2 COX2

10 Neo-angiogénesis tumoral Formación de una red de neo-vascularización necesaria para el crecimiento tumoral y el fenómeno de metastatización a partir de una red vascular pre-existente. - Tras el fenómeno de transformación maligna, un tumor de pequeño tamaño dejaría de crecer a menos que el switch angiogénico permitiera la formación de una neo-vascularización y crecimiento tumoral. - Por encima de 1-2 mm 3 (distancia de difusión del oxígeno) de volumen tumoral se empiezan a detectar fenómenos de neo-angiogénesis. Folkman et al. N Engl J Med 1.971

11 Modelos de angiogénesis tumoral Modelo de iniciación avascular Crecimiento tumoral (fase avascular) 1-2 mm Hipoxia ph bajo Factores de crecimiento Activación oncogenes Inactivación de genes supresores Deprivación glucosa Stress mecánico Proteinas inflamatorias Switch angiogénico CÉLULAS TUMORALES (autocrino) CÉLULAS ESTROMALES/ INFLAMATORIAS (paracrino) VEGF FGF PDGF Crecimiento tumoral exponencial (fase vascular) Folkman et al. N Engl J Med Metastatización

12 Ferrara et al. Nature 2.005

13 Modelos de angiogénesis tumoral Modelo de iniciación co-option Crecimiento tumoral Host vessel co-option VASOS DEL HUESPED Producción autocrina Ang2 Apoptosis Tumor secundariamente avascular e hipóxico Switch angiogénico Holash et al. Science 1.999

14 Activación de las células endoteliales vasculares Células del huésped Matriz extracelular Células tumorales MMPs Intégrinas FGF VEGF PDGF VEGFR Proliferación PDGFR Invasión Pericito Células endoteliales FGFR Luz vascular Cascada de activación intracelular Migración Degradación de la membrana basal Permeabilidad Formación de tubulos capilares

15 Células del huesped Células tumorales VEGF VEGFR-2 Célula endotelial Factores de transcripción Proteases Proteinas estructurales Enzymas metabolicas Proliferación Diferenciación Enzymas proteoliticas Supervivencia Migración Angiogenesis

16 Activación de las células endoteliales vasculares Crecimiento y maduración de nuevos vasos Células tumorales Sprouting PDGF Ang-1 VEGF FGF Pericito Células endoteliales Vaso

17 Moduladores de la expresión de VEGF en células tumorales o del estroma tumoral Factores microambiente Tumoral: Stress mecánico Hipoglicemia ph Hipoxia PI3K/Akt HIF-1 Inestabilidad genómica tumoral p53 mutante Ras mutante (gen supresor de tumores) (oncogen) + p53 VHL VEGF Ras Raf + Neo-angiogénesis + Radiaciones ionizantes MAPK EGF FGF IGF PDGF COX2 TGF Il1β, Il6 PGE2 modificado

18 Neo-angiogénesis tumoral Aunque el crecimiento de los tumores sólidos depende de la neo-angiogénesis para la generación de una red vascular, los nuevos vasos formados no necesariamente comportan un incremento del flujo sanguíneo. - La mayoría de los nuevos vasos formados son anormales e inmaduros: Vasos dilatados y tortuosos Aumento de permeabilidad vascular Membranas basales incompletas o rotas Extravasación de plasma y derivados Exceso de brancas y shunts sanguíneos Tapizado incompleto de células endoteliales Aumento de la presión intersticial Flujo sanguíneo errático con éstasis turbulencias y flujos retrógrados Colapso vascular Gran variabilidad de la disponibilidad de oxígeno. Alta densidad vascular no funcionante Regiones tumorales hipóxicas distribuidas de forma heterogénea Generación de factores pro-angiogénicos ( angiogenic hot spots )

19

20 Neo-angiogénesis tumoral La mayoría de los nuevos vasos formados son anormales e inmaduros: Vasos dilatados y tortuosos Membranas basales incompletas o rotas Exceso de brancas y shunts Tapizado incompleto de células endoteliales reemplazadas por células tumorales o mosaicos (invasión tumoral, vasculogenic mimicry, apoptosis del endotelio) METASTATIZACIÓN Regiones tumorales hipóxicas Selección de células tumorales con pérdida de la respuesta apoptótica a la hipoxia

21 Factores Anti-angiogénicos Factores Pro-angiogénicos Trombospondina Endostatina* Angiostatina, vasostatina Interferones α TIMP IL10, IL12 Platelet factor 4 MMP VEGF +++ FGF PPGF PDEGGF EGF HGF TGF-α IGF Angiopoïetina-1 Angiogenina IL8 G-CSF, GM-CSF Estimuladores de los factores antiangiogénicos Terapia metronómica (MTX, CYC) Trombospondina 1 Inhibidores naturales: 2-Methoxyestradiol Inhibidores endógenos: rhangiostatin rhendostatin Inhibidores de las MMP Marimastat Inhibidores de los factores pro-angiogénicos Tamoxifeno VEGF, FGF Talidomida VEGF, BFGF

22 VEGF VEGF-C VEGF-D VEGF VEGF-C VEGF-D VEGF VEGF-C VEGF-D Anticuerpos Anti- VEGF Bloqueo del ligando Bloqueo activación del receptor Bevacizumab (Avastin ) VEGF-A Anticuerpos Anti-VEGFR Bloqueo del receptor Bloqueo activación del receptor IMC-2CS VEGFR-2 Inhibidores Tirosin-Kinasa (pequeñas moléculas) Bloqueo activación del receptor kinasa Semaxanib (SU5416) VEGFR-1, VEGFR-2 Sorafenib (BAY ) VEGFR-2, VEGFR-3 Raf, PDGFR, c-kit, RET Sunitinib (SU11248) VEGFR-1, VEGFR-2, PDGFR, c-kit, Flt-3 Vatalanib (PTK787) VEGFR-1, VEGFR-2, VEGFR-3, PDGFR-β, c-kit AEE788 VEGFR-1, VEGFR-2, EGFR AG VEGFR-1, VEGFR-2, VEGFR-3, PDGFR-β, c-kit AZD2171 VEGFR-1, VEGFR-2, VEGFR-3, PDGFR-β, c-kit PTK787 VEGFR-1, VEGFR-2, VEGFR-3, PDGFR-β, c-kit SU6668 VEGFR-2, PDGFR-β, FGFR-1, c-kit ZD6474 VEGFR-2, EGFR, FGFR-1, RET

23 Sunitinib Vatalanib Semaxanib Sorafenib

24 VEGF VEGF-C VEGF-D Χ Oligo antisens Ribozymes Angiozyme VEGFR-1 mrna

25 SUNITINIB (SU11248) SUTENT Pfizer Inc - Droga de administración oral - Inhibidor del receptor tirosin-kinasa multitarget - Target molecular: VEGFR-1, VEGFR-2, PDGFR-β, c-kit, Flt-3 - Efectos antiproliferativos - Efectos antiangiogénicos - Dosis recomendada en Estudios Fase I: ciclos (50 mg v.o./d/4w descanso 2w) S. Faivre et al. JCO W. Fiedler et al. Blood Toxicidad limitante de dosis: fatiga G3, hipertensión G3, toxicidad cutánea G2 (hand-foot síndrome, lesiones bullosas) - Efectos secundarios a dosis recomendada: estomatitis, ulceraciones orales, trombocitopenia, edema. Necrosis tumoral (fístulas)

26 SUNITINIB (SU11248) SUTENT Pfizer Inc Estudios Clínicos Fase II-III Results from a continuation trial of SU11248 in patients with imatinibresistant gastrointestinal stromal tumor (GIST). R.G. Maki et al. Proc. ASCO 2.005; 23:9011a Phase 3, multicenter, randomized, double-bind, placebo-controlled trial of SU11248 in patients following failure of imatinib for metastatic GIST. G.D. Demetri et al. Proc. ASCO 2.005; 23:4000a Activity of SU11248, a multitarget inhibitor of Vascular Endothelial Growth Factor Receptor and Platelet-Derived Growth Factor Receptor, in patients with metastatic renal cell carcinoma. R.J. Motzer et al. J. Clin. Oncol. 24(1):16-23; Pendiente aprobación FDA Pendiente aprobación FDA

27 SUNITINIB (SU11248) SUTENT Pfizer Inc Estudios Clínicos Fase II-III G.D. Demetri et al. GIST (segunda línea, tras terapia con imatinib) Fase III Sunitinib vs placebo (312 pacientes) - Mejor supervivencia libre de progresión (27,3 w vs 6,4 w) p=0, Mejor supervivencia global (S 6meses 79,4% vs 56,9%) p=0, Fatiga, diarrea, mucositis, decoloración cutánea, hipertensión R.J. Motzer et al. Carcinoma renal metastasico (segunda línea, tras terapia con citoquinas) Fase II (63 pacientes) - Tasa de respuestas parciales: 40% - Enfermedad estable > 3 meses: 27% - Tiempo medio hasta progresión: 8,7 meses - - Fatiga, náuseas, diarreas, estomatitis

28 SUNITINIB (SU11248) SUTENT Pfizer Inc Estudios Clínicos Fase II-III K. Miller et al. Neoplasia de mama metastásica (tercera línea, tras terapia con antraciclinas y taxanos) Fase II - - Diarrea, náuseas, fatiga, hipertensión

29 SUNITINIB (SU11248) SUTENT Pfizer Inc Estudios Clínicos en combinación con radioterapia Ø

30 TALIDOMIDA THALOMID Celgene Corp. TALIDOMIDA Pharmion - Droga de administración oral - Agente immunomodulador Propiedades antiinflamatorias Propiedades antiangiogénicas - Indicación en USA: eritema nodosum leprosum - Mecanismo de acción molecular: no completamente elucidado Efectos antiangiogénicos ( Inhibición VEGF y bfgf. Inhibición COX-2). No correlación entre los efectos antiangiogénicos y la respuesta tumoral. No disminución de la densidad microvascular ni en los niveles plasmáticos de factores pro-angiogénicos en los pacientes respondedores. Efecto más relacionado con la inhibición de progenitores endoteliales circulantes. Inhibición directa del crecimiento de células tumorales/estroma médula ósea (activación de la vía de las caspasas y otras vías apoptóticas) Inhibición adhesividad celular o interacciones por citoquinas ( Inhibición TNF-α, factor de crecimiento de las células de mieloma. Reducción de la producción IL-1, IL-8, IL-12, aumento IL-2, IL-4 y IL-5. Bloqueo de la activación de NFkB) Estimulación de células T y Natural Killer

31 TALIDOMIDA THALOMID Celgene Corp. TALIDOMIDA Pharmion - Dosis recomendada: no establecida Recomendación: individualización de dosis inicio 100mg/día si buena tolerancia, incremento a 200mg/día Dosis en estudio fase III: ciclos (200mg v.o./d/4 w descanso 4w) - Toxicidad y efectos secundarios: Teratogenicidad (programa STEPS para la prevención de la exposición fetal) Sedación Constipación Moderado rash cutáneo en 50% de los pacientes (necrolisis epidérmica tóxica rara en asociación con dexametasona) Mareos e hipotensión (25%), alteraciones del ritmo cardíaco, muerte súbita (monitorizar si patología cardíaca) Neuropatía periférica sensorial distal bilateral (50%) Trombosis venosa profunda (<5% en monoterapia. Aumento del riesgo en asociación sobre todo con antraciclinas (16-28%). Profilaxis mandatoria.

32 TALIDOMIDA THALOMID Celgene Corp. TALIDOMIDA Pharmion Estudios Clínicos Fase II en pacientes recidivados /refractarios Monoterapia: Múltiples estudios Respuestas objetivas 30% (45% respuestas minor) Supervivencia media 2 años Pacientes respondedores: mejoran KPS, dolor y anemia Talidomida + dexametasona: Respuestas objetivas 45% Actividad antitumoral incluso en pacientes previamente resistentes Talidomida + dexametasona + quimioterapia: Respuestas objetivas 67% Supervivencia libre de progresión a 2 años 45% Supervivencia a 2 años 57%

33 TALIDOMIDA THALOMID Celgene Corp. TALIDOMIDA Pharmion Estudios Clínicos Fase II en pacientes previamente no tratados Thalidomide as initial therapy for early-stage myeloma. S.V. Rajkumar et al. Leukemia 17(4): ; Thalidomide alone or with dexamethasone for previously untreated multiple myeloma. D.M. Weber et al. J. Clin. Oncol. 21:16-19; First-line therapy with thalidomide and dexamethasone in preparation for aulogous stem cell transplantation for multiple myeloma. M. Calvo et al. Haematologica 89(7): ; Talidomide-dexamethasone as primary therapy for advanced multiple myeloma. M. Wang et al. Am. J. Hematol. 79(3): ; Superirority of thalidomide and dexamethasone over vincristine-doxorubicindexamethasone (VAD) as primary therapy in preparation for autologous transplantation for multiple myeloma. M. Calvo et al. Blood 106(1):35-39; Respuestas objetivas : 64-72% No interferencia con recolección de células madres para autotransplante

34 TALIDOMIDA THALOMID Celgene Corp. TALIDOMIDA Pharmion Estudios Clínicos Fase III en pacientes previamente no tratados Phase III clinical trial of thalidomide plus dexamethasone compared with dexamethasone alone in newly diagnosed multiple myeloma: a clinical trial coordinated by the Eastern Cooperative Oncology Group. S.V. Rajkumar et al. J. Clin. Oncol. 24(3): ; Tasa de respuestas superior para TD vs D (63% vs 41% p=0,0017) - Toxicidad G3-G4 mayor para TD (45% vs 21% p<0,001) - Trombosis venosa profunda (17% vs 3%) - Neuropatía periférica G3-G4 (7% vs 4%)

35 TALIDOMIDA THALOMID Celgene Corp. TALIDOMIDA Pharmion Estudios Clínicos Fase III en pacientes previamente no tratados Oral melphalan and prednisone chemotherapy plus thalidomide compared with melphalan and prednisone alone in elderly patients with multiple myeloma: randomised controlled trial. A. Palumbo et al. The Lancet 367: ; Tasa de respuestas superior para MPT vs MP (76% vs 47%) - Supervivencia a 2 años libre de eventos 54% vs 27% p=0, Supervivencia a 3 años 80% vs 64% p=0,19 - Toxicidad G3-G4 mayor para MPT (48% vs 25% p<0,0002)

36 TALIDOMIDA THALOMID Celgene Corp. TALIDOMIDA Pharmion Ø

37 Terapia antiangiogénica & radioterapia La inhibición de la angiogénesis podría producir una falta de formación de vasos sanguíneos resultando en un aumento de la hipoxia tumoral. Como las condiciones hipóxicas conducen a la radio-resistencia, los inhibidores de la angiogénesis podrían aumentar la radioresistencia tumoral. No obstante, estudios de laboratorio han mostrado que la administración de antiangiogénicos mejora la oxigenación tumoral y por tanto podría contribuir a la radiosensibilización tumoral.

38 Estudios pre-clínicos en combinación con radioterapia A461 DC101 DC101 DC101 DC101 DC101 Anti-human VEGF Anti-murine VEGF Anti-human VEGF Anticuerpos Anti- VEGF Anti-VEGFR Lee Kozin Winkler Li Fenton Gong Gorski Gorski Gupta Human U87 glioblastoma Human colocarcinoma LS174T Humas SCC 54A Human U87 glioblastoma Human U87 glioblastoma Human SCC-1 Human SCC-6 MCA-4 mammary carcinoma MCA-35 mammary carcinoma Human neuroblastoma WAC2 Human SCC SQ-20B SEG-1 human adenocarcinoma Human U87 glioblastoma Lewis lung carcinoma SEG-1 human adenocarcinoma Human U87 glioblastoma Athymic nude mice Athymic nude mice Nude mice Athymic nude mice Mice Nude mice Athymic nude mice Mice Athymic nude mice TCD50

39 Anticuerpos Anti- VEGF Anti-VEGFR S. Kozin Cancer Res DC101 Cada 3 días hasta 6 administraciones iniciando un dia antes de la RT fraccionada Athymic nude mice Human SCC 54A Human glioblastoma U87 Gy/ 5 fx Conclusions 39,1 Gy 66,2 Gy (p<0,05) 74,8 Gy 97,8 Gy (p<0,05) Anti-VEGFR2 antibody in combination with fractionated radiotherapy considerably ( fold) decreased the dose of radiation necessary to locally control 50% of two different human tumor xenografts. In contrast, anti-vegfr2 therapy did not modulate radiation-induced skin damage. However, DC101 exacerbated a residual damage in the intestine from the WBI.

40 Estudios pre-clínicos en combinación con radioterapia SU6668 SU6668 SU6668 Inhibidores Tirosin-Kinasa (pequeñas moléculas) Griffin Lu Ning Murine mammary carcinoma Murine Lewis lung carcinoma Murine Glioblastoma GL261 Murine SCC VII Mice Mice Mice SU5416 Ning Murine SCC VII Mice SU5416 Geng Murine Glioblastoma GL261 Mice SU5416 Schuuring Human glioblastoma E106 Nude mice SU5416 Lund Human glioblastoma U87 Athymic nude mice SU5416 Gong Human neuroblastoma Nude mice SU premetexed Huber Human epidermoid carcinoma A431 Athymic nude mice SU11248 Schueneman Murine glioblastoma GL261 Lewis lung carcinoma mice ZK222584/PTK787 Hess Human SW480 colon carcinoma Athymic nude mice ZK222584/PTK787 Zips Human FaDu UT-SCC-14 squamous cell cancer Nude mice TCD50 ZD6474 Damiano Human D54 glioblastoma Athymic nude mice ZD6474 Williams Human NSCLC Calu-6 Athymic nude mice

41 Inhibidores Tirosin-Kinasa (pequeñas moléculas) D. Zipps IJROBP ZK222584/ PTK787 Diario X 75 días finalizada la RT fraccionada VEGFR, PDGFR Nude mice Human DaFu carcinoma escamoso UT-SCC-14 Gy/ 30 fx TGT V5 : 11 days (p=0,05) TGT V5 : 29 days (p=0,045) Conclusions Long-term inhibition of angiogenesis after radiotherapy significantly reduced the growth rate of local recurrences but did not improve local tumor control. This indicates that recurrences after irradiation depend on vascular endothelial growth factor driven angiogenesis, but surviving tumor cells retain their clonogenic potential during adjuvant antiangiogenic treatment with PTK787/ZK222584

42 Talidomida R. Ansiaux Clin. Cancer Res mice FSAII fibrosarcoma Time to reach 12 mm (d) Two days treatme t followed by RX Two days treatment followed by RX Nonirradiated control 5.2 ± 0.3 Regrowth delay (d) Change (days) between control + RX and thalidomide + RX Control + RX (n = 5) 10.3 ± ± 0.6 Thalidomide + RX (n = 5) 12.1 ± ± 0.6 1,8 ± 0.7 p<0,05 Conclusions The microenvironmental changes induced by thalidomide were sufficient to radiosensitize tumors. The fact that thalidomide radiosensitization was not observed in vitro, and that in vivo radiosensitization occurred in a narrow time window, lead us to believe that initial vascular normalization by thalidomide accounts for tumor radiosensitization.

43 Lee Hess Damiano Schuuring Huber Hess Griffin Schueneman Lu Fenton Huber Li Vascular disrupting agents Combretastatin ZD6126

44 Ensayos clínicos en curso con antiangiogénicos + radioterapia ClinicalTrials.gov Tipo ensayo Patología Tratamiento NCT Fase II USA Cabeza y cuello estadíos III/IV RT convencional + docetaxel + bevacizumab NCT Fase II RTOG Páncreas irresecable RT convencional + capecitabina + bevacizumab GEM + bevacizumab NCT77103 Fase I/II USA Tiroides Anaplásico CDDP+ADR RT hiperf. + combretastatin NCT Fase I/II Taiwan Hepatoma avanzado RT convencional + talidomida NCT89544 Fase II RTOG Sarcomas alto grado Sarcomas bajo grado RT convencional +ADR+IFO+DTIC+ talidomida cirugía T RT convencional + talidomida cirugía T

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