PROGRAMA PRELIMINAR. 3 al 5 de Noviembre de 2010 CIEMAT - AVDA. COMPLUTENSE, 22 MADRID. DIRECCIÓN DEL CURSO Dr. José Luis Motellón y Dr.

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1 PROGRAMA PRELIMINAR 3 al 5 de Noviembre de 2010 CIEMAT - AVDA. COMPLUTENSE, 22 MADRID DIRECCIÓN DEL CURSO Dr. José Luis Motellón y Dr. Juan Bueren Entidades colaboradoras Con el auspicio de: Este Curso es posible gracias a una aportación educacional de Acreditación de la Comisión de Formación Continuada del Ministerio de Sanidad y Consumo (en tramitación).

2 PROGRAMA PRELIMINAR 3 al 5 de Noviembre de 2010 CIEMAT - AVDA. COMPLUTENSE, 22 MADRID DIRECCIÓN DEL CURSO Dr. José Luis Motellón y Dr. Juan Bueren

3 2011 Faltan!!!!! Edita: Edikamed, S.L. Josep Tarradellas, Barcelona ISBN: Impreso por: Depósito legal: Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización escrita de los titulares del Copyright, la reproducción parcial o total de esta obra. Cualquier forma de reproducción, distribución, comunicación pública o transformación sólo puede ser realizada con la autorización de sus titulares, salvo excepción prevista por la ley. Diríjase a EdikaMed S.L., o a CEDRO (Centro Español de Derechos Reprográficos, si necesita fotocopiar, escanear o hacer copias digitales de algún fragmento de esta obra.

4 Índice Gene therapy for inmunodeficiency 1 Adrian J Trasher Centre for Immunodeficiency, Molecular Immunology Unit, Londres COMPROBAR!!!! 1. Inmunoterapia humoral Manuel Hidalgo The Johns Hopkins University. Baltimore (MD). Estados Unidos Centro Integral Oncológico Clara Campal. Hospital de Madrid Norte Sanchinarro. Madrid 2. Genómica, proteómica y medicina 15 Fernando Vivanco Fundación Jiménez Díaz Universidad Complutense. Madrid 3. Impact of pharmacogenetics on drug use in individually optimised pharmacotherapy 30 Arnold G. Vulto PharmD PhD and Monique J. Bijl PharmD PhD Department of Hospital Pharmacy Erasmus University Medical Centre, P.O. Box 2030, 3000 CA Rotterdam, The Netherlands 4. Biología de las células madre 39 Antonio Bernard Departamento de Cardiología Regenerativa Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) 5. Clinical applications of cell therapy 56 José López-Barneo Instituto de Biomedicina de Sevilla-Ibis Hospital Universitario Virgen del Rocío/CSIC/Universidad de Sevilla. Sevilla 6. Avances de la terapia génica en el tratamiento de enfermedades monogénicas 84 Juan A. Bueren División de Hematopoyesis y Terapia Génica CIEMAT y CIBER de Enfermedades Raras Índice III

5 7. Nanomedicina: apliación de la nanotecnología en la salud 98 Laura M. Lechuga Grupo de Nanobiosensores y Aplicaciones Bioanalíticas Centro de Investigación en Nanociencia y Nanotecnología (CIN2) Consejo Superior de Investigaciones Científicas 8. Farmacocinética de los medicamentos obtenidos por biotecnología 113 Alfonso Domínguez-Gil Hurlé Servicio de Farmacia Hospital Universitario de Salamanca 9. Aplicaciones de la biotecnología recombinante vegetal a la terapéutica humana 122 Fernando Ponz Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (UPM-INIA) Campus de Montegancedo. Pozuelo de Alarcón. Madrid 10. Evaluación de medicamentos biotecnológicos en la Agencia Europea de Medicamentos (EMA), BWP (Grupo de Biológicos) y CHMP (Comité de Medicamentos de Uso Humano) 129 Sol Ruiz Agencia Española de Medicamentos y Productos Sanitarios (AEMPS) 11. Las empresas biotecnológicas y su importancia en la terapia humana 136 José Luis Motellón AMGEN IV 9 a edición del curso de Biotecnología Aplicada a la Salud Humana

6 Gene therapy for inmunodeficiency Adrian J Trasher Centre f o r Im m u n o d e f i c ie n c y, Molecular Im m u n o l o g y Un it, Lo n d r e s COMPROBAR!!! At the start of the 1990s, the first clinical trials of gene therapy were attempted for an inherited severe combined immunodeficiency (SCID) caused by deficiency of the intracellular enzyme adenosine deaminase. In the absence of definitive treatment, SCID of any molecular type is usually fatal within the first year of life, although patients with ADA deficiency can be supported by administration of exogenous bovine enzyme. Even so, this is often only partially effective, and is extremely expensive. The rationale for the development of gene therapy for SCID therefore derives from the severity of the illness, the inadequacy of conventional therapy, and the considerable morbidity and mortality associated with stem-cell transplantation, particularly from a mismatched donor. Efficacy in these early studies was limited, but a decade further on, gene transfer technology and cell handling protocols had been refined sufficiently to produce real clinical benefit. Four recent studies have demonstrated highly effective gene therapy for the X-linked form of SCID (SCID-X1) and ADA deficiency, using retroviruses to deliver the therapeutic genes into haemopoietic stem cells ex vivo,. Bearing in mind the outcome and adverse effects of conventional therapy, these are remarkable results and the first clear indication that gene therapy can offer a cure for some human diseases. In a few patients the treatment has failed, indicating that there is more to learn about the effective dose of corrected cells and the potential for host factors to influence immune cell development. Many different types of vector have been tested in laboratory experiments to deliver therapeutic genes, and their effectiveness is largely determined by the host and tissue type. For stable gene transfer to dividing cells, such as haemopoietic cells, the new genetic material has to be retained through cell division and passed on to daughter cells. Although retroviruses are highly effective for this, their dependence on chromosomal integration brings with it the risk of inadvertent gene activation or inactivation. Having initially achieved successful immunological reconstitution, five patients with SCID-X1 (out of a total of 19 SCID- X1 and seven ADA-deficient patients treated to date) developed T cell lymphoproliferative disease up to after the gene therapy procedure. In four of these patients, the enhancer sequences in the retroviral vector, which are responsible for effective transgene expression, had activated the LMO-2 proto-oncogene. There are likely to be other factors that contributed to cell transformation, but they have not yet been defined. It is therefore unclear whether all patients are at significant risk, or whether this is restricted to a few with SCID-X1. Fortunately, it is likely that much can be done to improve efficiency and safety of current protocols, and these developments are expected to enter clinical trial quite soon. The design of vectors used for gene delivery is clearly impor- Gene therapy for inmunodeficiency 1

7 tant, and modifications are possible that limit the risks of mutagenesis, such as incorporation of DNA and RNA insulator sequences in integrating vectors; use of self-inactivating vectors in which the powerful viral enhancer sequences are deleted; or targeting of safe regions in the genome. Ultimately, the development of homologous recombination or gene repair to accurately correct genetic mutations, or the construction of mitotically stable extrachromosomal vectors, would obviate many of these problems, but current technologies are inefficient. HSC-multi SCID/CID γc, IL7Ra, JAK3, ZAP-70 RAG1/2, artemis, ligase IV, Cernunnos ADA, PNP MHC I/II, CD3δ/ε/ζ, CD45, ORAI1, STIM1, Coronin 1a T Lymphocytes * * * * * Q Y MoLV R U5 IL2RG SD SA MoLV R U months after gene therapy Lymphocyte recovery CD3 (UK/France, 19 patients). 100 Forward Strand 33,65 Mb 33,85 Mb 34,05 Mb C11orf41 CD59 FBXO3 LMO2 CAPRIN1 NAT10 ABTB2 Fold difference ,1 Relative to: Leukaemia panel DP1 T cells DP2 T cells LTR- LTR Virus integration LTR- LTR Chromosome 11p a edición del curso de Biotecnología Aplicada a la Salud Humana

8 Fold difference in expression ,1 Relative to: Leukaemia panel DP1 DP2 IL2RG LMO2 CDKN2A NOTCH1 HES1 MYC RBPJ/CSL TCRb to STIL-TAL-1 translocation Pre-treatment d0 d539 d717 Control G to C CGC to CCC Amino acid change T C A G C C C C G T G C T G R1599P in the HD-N domain Leukemia AB AA/BB HMM Constitutive DNA AB AA/BB HMM Mb 100 CDKN2A CDKN2A (p16ink4a/p21arf1) Accumulation of genetic lesions... 5 LTR PCMV KpnI (523) Indication No MSD/MUD Failure of PEG-ADA AP EcoRI (1.522) Protocol D-60 BM harvest (save) Ncol (1.533) D-30 Stop PEG-ADA D-4 BM harvest Banhll (159) D-2 MElphalan 140 mg/m 2 D0 Infuse cells ORI KpnI (3.838) 3 LTR SFFV SalI (3.273) HincII (3.275) SalI (2.633) HincII (2.635) WPRE Phase 1/2 Study: CD34+ cell gene therapy for ADA-deficient SCID incorporating melphalan conditioning (D-2). Gene therapy for inmunodeficiency 3

9 Max on PEG-ADA ALC Lymphocytes per ul CD3 ALC CD CD8 CD19 CD16/ Weeks CD3 GRANs 13%, MONOs 6%, B 34%, T 48%, NK 34% RBC ada 52 ( nmol/mghb/h) datp low Lymphocyte recovery... Centre N.o patients F/U Off enzyme Survival DFS Milan 10+ 1,8-8,0 8/10 100% 80% London 6 0,5-5,5 3/6 100% 50% CHLA 5 0,75-4 3/5 100% 60% Total 21 0,5-8,0 14/21 100% 67% Summary of patients Milan/London/CHLA/NIH... Haematopoietic gene therapy represents a highly effective treatment for SCID-X1 and ADA-deficient SCID, and is promising for other haematological, immunological and metabolic disorders (CGD,WAS, ALD) Insertional mutagenesis is a finite risk but relatively simple modifications to design may have significant impact on safety Are vectors as good as we think at expressing transgene? Thoughts a edición del curso de Biotecnología Aplicada a la Salud Humana

10 DNA RNA Phenotype Day 1 2 days Expansion Lin. neg. BM cells Days 4 & 5 Expansion 2 weeks Expansion Limiting dilution assay Step 1 Step 2 replating frequency/copy number 0,1 0,01 0,001 0,0001 0,00001 neg. MOCK RRLPPT.WASP.WAS.pre RRL.PPT-eGFP RRL.PPT.VAV.cGREEN RRL.PPT.SF.eGFP p = 0,01 p = 0,03 RRL.PPT.SF.eGFP.pre SRS.SF.eGFP.pre SF91.eGFP.pre R U5 EF1s IL2RG PRE R U5 SD Reduced mutagenesis with SIN configuration and non-ltr promoters... E 1 E 2 E 1 pa GFP LTR D 4,8 kb D B 3,1 kb pa GFP LTR E 1 R U5 EF1s IL2RG PRE R U5 SD Retroviral vector insertion site No HLA identical donor GTAC 146 EUDRACT Number: MHRA approved 2009 R U5 EF1s IL2RG PRE R U5 SD Phase I/II clinical trial of haematopoietic stem celll gene therapy for SCID-X1. Gene therapy for inmunodeficiency 5

11 RSV RRE R U5 EFs. IL2RG SD SA PRE R U5 GC prom IL2RG genomic RSV R U5 UCOE IL2RG SD SA PRE R U5 pa Te RSV R U5 VAV IL2RG SD SA PRE R U5?Te Lentiviral IL2RG SIN vectors... RSV R U5 UCOE egfp SD SA PRE R U5 CBX3 HNRPA2B1 NFE2L3 10 kb CpG island CBX3 HNRPA2B1 1 kb B T 2.2 A2UCOE Ubiquitous chromatin opening element (A2UCOE) a edición del curso de Biotecnología Aplicada a la Salud Humana

12 Restricted enhancer activity R U5 UCOE IL2RG SD PRE R U5 RSV R U5 UCOE IL2RG SD SA PRE R U5 Ins pa Te RSV R U5 UCOE IL2RG SD SA PRE R U5?Te Next generation vectors... Inactive NAPDH oxidase p21 phox Glycosylation gp91 phox Active NADPH oxidase Respiratory burst 2O 2 2O 2 - Vacuole Citoplasm Flavocytochrome b p47 phox p67 phox p40 phox SH3 domains NADPH P P GDP-GTP exchange GDI GDP 2e P GTP p21 rac and GDI dissociate p21 rac and GDI reassociate Deactivated NADPH oxidase NADPH + + H + GDP GTP hidrolysis GDP Gene therapy for inmunodeficiency 7

13 Restricted expression or endogenous promoter/enhacer activity in myeloid cells R U5 UCOE IL2RG SD PRE R U5 R U5 UCOE IL2RG SD SA PRE R U5 Ins R U5 UCOE IL2RG PRE R U5 SD SA pa Te Ins MSP Chim MiRNA targets Next generation vectors...? A Zinc-finger domains Nuclease domains B C Mutant sequence Double-stranted break Homologus recombinatio D Wild-type template Corrected sequence Urnov et al, Lombardo et al., Redondo et al., Grizot et al., 2009 Enhanced homologous recombination a edición del curso de Biotecnología Aplicada a la Salud Humana

14 1 Inmunoterapia humoral Manuel Hidalgo The Johns Hopkins University. Baltimore (MD). Estados Unidos Centro Integral Oncológico Clara Campal. Hospital de Madrid Norte Sanchinarro. Madrid Resumen El uso de anticuerpos monoclonales es actualmente una modalidad terapéutica de enorme importancia en el tratamiento de pacientes con enfermedades neoplásicas. Los anticuerpos se han utilizado como agentes únicos o conjugados con agentes radioactivos o como vehículos de fármacos y toxinas. Actualmente existen anticuerpos frente a receptores de factores de crecimiento, factores de crecimiento per se y otras dianas celulares, como antígenos de membrana. Estos fármacos han demostrado actividad clínica en pacientes con tumores de mama, colon, pulmón, linfomas y leucemias. Las áreas de investigación y desarrollo incluyen la generación de agentes con mejores propiedades farmacológicas y menos tóxicos. Introducción El desarrollo de anticuerpos con fines terapéuticos ha crecido de forma importante en la última década. Inicialmente se utilizaron anticuerpos de origen murino, aunque estas moléculas tienen el inconveniente de que generan una respuesta inmunitaria a ellos. Los anticuerpos murinos se pueden transformar en moléculas «humanizadas», de forma que no son reconocidos por el sistema inmunitario. Los anticuerpos humanos (o «humanizados») se caracterizan también por una vida media más prolongada. Recientemente se han desarrollado estructuras con capacidad para reconocer múltiples antígenos, con distintos tamaños y propiedades. Junto a la creciente identificación de dianas terapéuticas, el empleo de anticuerpos, tanto «desnudos» como conjugados con toxinas, fármacos y compuestos radioactivos, ha aumentado notablemente. Los anticuerpos utilizados con mayor frecuencia en el tratamiento contra el cáncer son las inmunoglobulinas G (IgG). Los avances en genética humana y molecular han permitido la síntesis de fragmentos de IgG. Estos anticuerpos modificados se caracterizan por tener distinta afinidad antigénica, un número variable de sitios de unión al antígeno y distintas propiedades farmacológicas. Las más utilizadas son los fragmentos variables de cadena única (scfv), que están compuestos por cadenas variables pesadas y ligeras unidas por un péptido. Estas moléculas tienen un peso molecular de 25 kda y son eficaces como vehículos de radionucleótidos. También se han desa-rrollado estructuras de mayor envergadura, como los llamados diabodis y minibodis; el menor peso molecular de estas estructuras facilita su eliminación renal y su especificidad en la localización tumoral, a la vez que muestran menor toxicidad que la asociada a las IgG completas. Inmunoterapia humoral 9

15 Mecanismos de acción de los anticuerpos monoclonales como agentes terapéuticos Los anticuerpos monoclonales ejercen sus actividades de forma muy diversa y variada en función de las dianas afectadas. Los anticuerpos dirigidos contra receptores de factores de crecimiento, como el del factor de crecimiento epidérmico (EGFR), impiden la unión de ligandos con sus receptores y, en consecuencia, impiden sus funciones, dando como resultado inhibición de la proliferación celular y apoptosis. Los anticuerpos también generan actividad antitumoral por medio de mecanismos inmunológicos, induciendo anticuerpos antiidiotipo, citotoxicidad dependiente de células (ADCC) y citotoxicidad mediada por complemento. Como ya se ha mencionado, los anticuerpos también se utilizan como vehículos de otros agentes terapéuticos como fármacos, toxinas y sustancias radioactivas. En estos casos, los mecanismos de acción están en función de las moléculas asociadas. Limitaciones del empleo de anticuerpos terapéuticos Inicialmente, los anticuerpos terapéuticos administrados en oncología eran anticuerpos murinos. Una de las limitaciones más importantes de estos fármacos es la generación de HAMA (human antimouse antibodies), problema que reduce el número de tratamientos que pueden recibir los pacientes. Técnicas más modernas han permitido la generación de anticuerpos quiméricos, que comparten estructuras humanas y murinas y que presentan menor inmunogenicidad. Actualmente es posible la producción de anticuerpos totalmente humanizados que no generan HAMA. Un segundo problema es la unión del anticuerpo a antígenos circulantes, con la consiguiente reducción en la disponibilidad del anticuerpo para llegar al tumor. Otras limitaciones a la distribución de los anticuerpos en el tejido tumoral son las alteraciones en la vasculatura de los tejidos, la elevada presión hidrostática y la distribución heterogénea de los antígenos dentro de los tumores. Además, la inmunoterapia humoral está limitada por las dificultades de acceso de las células efectoras a los tejidos tumorales. Finalmente, es bien conocido que los tumores secretan sustancias que disminuyen la respuesta inmunitaria. Anticuerpos terapéuticos Neoplasia hematológica CAMPATH-1 Es un anticuerpo monoclonal específico frente al antígeno CD52, un glucopéptido que se expresa en linfocitos B y T. Se ha empleado en enfermos con leucemia mieloide crónica (LMC), leucemia promielocitica y linfomas no Hodgkin (LNH), así como para deplecionar la médula de células T en trasplantes alogénicos. El fármaco tiene aproximadamente un 50% de respuesta en pacientes con LMC resistente a fludarabina. También ha demostrado actividad en pacientes con enfermedad no tratada, si bien es menor en los que presentan afectación esplénica y de los ganglios linfáticos. En pacientes con LNH se ha estudiado una versión humanizada del anticuerpo: el 20% respondió, aunque de forma transitoria. Los principales efectos secundarios observados fueron anemia, trombocitopenia e infecciones oportunistas. Rituximab El rituximab es un anticuerpo monoclonal humanizado frente al antígeno CD20. En estudios 10 9 a edición del curso de Biotecnología Aplicada a la Salud Humana

16 fase II, el fármaco mostró un 40-50% de respuestas positivas en pacientes con recidivas de LNH de bajo grado, con muy buena tolerancia. En algunas ocasiones, el tratamiento con rituximab comportó reacciones a la perfusión caracterizadas por fiebre, escalofríos, lisis tumoral, plaquetopenia, broncoespasmo e hipoxemia. Estos síntomas se suelen resolver con tratamiento de soporte y los pacientes pueden continuar el tratamiento sin secuelas. En raras ocasiones se han descrito reacciones cutáneas de gran intensidad, algunas incluso fatales. En pacientes con linfomas de grado alto e intermedio, las respuestas positivas fueron del 30%, independientemente de la dosis empleada. En combinación con quimioterapia CHOP (ciclofosfamida, doxorubicina, vincristina, prednisona), el índice de respuestas fue superior al 90%, con un 55% de respuestas completas de larga duración; es importante resaltar que pacientes con translocación del gen blc2 negativizaron dicho marcador en sangre medido por PCR. En ancianos, el tratamiento combinado de quimioterapia con rituximab ha demostrado superioridad frente al tratamiento con quimioterapia sola. En linfomas de bajo grado, el tratamiento combinado de rituximab y fludarabina dio como resultado un 93% de respuestas globales, con una duración de más de 14 meses. En el desarrollo clínico del rituximab, una observación importante es que la presencia de células CD20 positivas circulantes puede afectar a la actividad del fármaco, actuando como un santuario en el que se deposita el anticuerpo, por lo que puede necesitar dosis más altas de éste. De hecho, en otros estudios se ha observado una relación entre valores séricos del anticuerpo y actividad clínica, de forma que pacientes con enfermedad avanzada pueden precisar dosis de anticuerpo más altas. Ocasionalmente, los pacientes desarrollan resistencia a rituximab debido a la proliferación de poblaciones linfocitarias sin expresión del antígeno. En estas situaciones puede considerarse la combinación de este agente con otros fármacos dirigidos contra las poblaciones linfocitarias emergentes. Tumores sólidos Trastuzumab El Her2/Neu, también llamado ErbB2, es uno de los miembros de la familia del EGFR. Este receptor de membrana se encuentra sobreexpresado, debido a una amplificación genética, en aproximadamente el 30% de pacientes con cáncer de mama. El trastuzumab (Herceptin ) es una versión humanizada del anticuerpo murino 4D5. El anticuerpo va dirigido frente a epítopos en el dominio extracelular del Her2. En estudios de fase II en pacientes con carcinoma de mama avanzado, el tratamiento con este fármaco mostró un 10-15% de respuestas objetivas y, aproximadamente, 9 y 13 meses de tiempo a la progresión y supervivencia, respectivamente. El fármaco es activo en los tumores que sobreexpresan el Her2, determinado mediante inmuhistoquímica o mediante amplificación genética por FISH. En combinación con quimioterapia, el tratamiento con trastuzumab ha mostrado superioridad frente al tratamiento con quimioterapia exclusivamente en pacientes con cáncer de mama avanzado. En un estudio fase III, el tratamiento combinado de trastuzumab con paclitaxel o ciclofosfamida-adriamicina también se demostró superior en respuestas objetivas, así como en supervivencia. El tratamiento combinado con antraciclinas produjo casos de disfunción miocárdica, y no se recomienda su utilización. Recientemente se han publicado estudios con trastuzumab en combinación con quimioterapia en pacientes con carcinoma de mama operado, demostrando una mejor supervivencia libre de enfermedad en pacientes tratadas con este fármaco, por lo que ha merecido su aprobación para uso clínico. La mejor supervivencia de las pacientes tratadas indica que posiblemente se logre un mayor número de curaciones de la enfermedad. Cetuximab El EGFR, o sus ligandos, está sobreexpresado en la gran mayoría de tumores sólidos epi- Inmunoterapia humoral 11

17 teliales y es una diana muy interesante para el desarrollo de fármacos antitumorales. Farmacológicamente, se han desarrollado dos estrategias contra esta diana, basadas en el empleo de anticuerpos monoclonales contra el dominio extracelular del receptor o de moléculas pequeñas dirigidas frente al dominio intracelular de éste. Ambas estrategias han demostrado ser efectivas y actualmente están aprobados fármacos inhibidores de este receptor en las dos categorías. Los anticuerpos monoclonales bloquean la interacción del ligando receptor e inhiben su función. Además, los anticuerpos monoclonales inducen la degradación del receptor, y éste es otro mecanismo de atenuación de la señal. En las células, estos episodios provocan una inhibición de la proliferación celular. Estudios preclínicos han demostrado además que estos fármacos reducen la expresión del factor de crecimiento del endotelio vascular, con lo que se produce una disminución del potencial angiogénico. En estudios preclínicos se ha visto también que los anticuerpos monoclonales ejercen efectos sinérgicos con quimioterapia y radioterapia frente al EGFR. Existen varios anticuerpos de esta clase en desarrollo y entre los más avanzados están el cetuximab (Erbitux ) y el panitumumab. El primero ha sido aprobado para el tratamiento de pacientes con carcinoma de colon refractario a irinotecán en combinación con este agente o con radioterapia en pacientes con carcinoma epidermoide de cabeza y cuello con enfermedad localmente avanzada; también, como agente único, en pacientes con enfermedad avanzada. En diferentes estudios clínicos se ha observado que este anticuerpo tiene actividad, como agente único y también en combinación con irinotecán, en pacientes con cáncer de colon avanzado. En un reciente estudio fase III, la combinación de cetuximab con irinotecán resultó ser superior a cetuximab solo en pacientes con cáncer de colon avanzado que habían progresado al tratamiento con irinotecán. El fármaco tiene también actividad en otros tumores, tanto como agente único como en combinación con quimioterapia y radioterapia. En particular, varios estudios recientes han demostrado que este fármaco tiene actividad como agente único en pacientes con tumores de cabeza y cuello. Asimismo, la adición de cetuximab al tratamiento con quimioterapia basada en platino, en pacientes con carcinoma de cabeza y cuello, mostró un aumento de las respuestas positivas. Finalmente, en un estudio fase III, la combinación de cetuximab con radioterapia resultó superior a la radioterapia sola en pacientes con carcinoma de cabeza y cuello localmente avanzado. La toxicidad principal observada con este fármaco es cutánea y se manifiesta como acné. Curiosamente, en estudios clínicos se ha observado que los pacientes que desarrollan toxicidad cutánea tienden a evolucionar mejor. Los datos más recientes demuestran aumento de supervivencia en pacientes con carcinoma de pulmón tratados con cetuximab en combinación con quimioterapia. Así mismo, se ha demostrado que los pacientes con carcinoma de colon que se benefician del tratamiento con estos agentes presentan gen Kras normal. El otro anticuerpo monoclonal aprobado para uso clínico es panitumumab. Este anticuerpo, a diferencia de cetuximab, es totalmente humano, lo cual disminuye la incidencia de reacciones de hipersensiblidad. En un reciente estudio fase III en pacientes con carcinoma de colon resistente a tratamiento con quimioterapia, el panitumumab mostró un aumento significativo en el tiempo a la progresión frente a placebo. Estos resultados han llevado a la aprobación clínica para pacientes con carcinoma de colon refractario a quimioterapia. Edrecolomab El anticuerpo 17-1A (Panorex ) reconoce el antígeno Ep-CAM. El anticuerpo desarrollado clínicamente es un anticuerpo humanizado que tiene una larga vida media, induce ADCC y no produce HAMA. Debido a observaciones preclínicas que indican una mayor actividad del anticuerpo cuando se combina con citoquinas como interferón, interleucinas y factores de crecimiento hemopoyéticos, este anticuerpo se 12 9 a edición del curso de Biotecnología Aplicada a la Salud Humana

18 ha desarrollado en combinación con los otros agentes. Los estudios clínicos realizados con esta molécula han dado resultados conflictivos. La combinación con citoquinas ha mostrado mejores respuestas inmunitarias, pero no mejores respuestas clínicas. Los estudios iniciales en pacientes con estadio III de cáncer de colon demostraron aumento en la supervivencia del grupo tratado con anticuerpo frente al control. Estudios posteriores en pacientes en estadio II de cáncer de colon y en combinación con quimioterapia en pacientes con estadio III no han confirmado dicha actividad. Bevacizumab El VEGF es uno de los mediadores más importantes de la angiogénesis. Bevacizumab es un anticuerpo monoclonal dirigido contra este factor de crecimiento que ha sido recientemente aprobado para el tratamiento de pacientes afectados de carcinoma de colon en combinación con quimioterapia. El fármaco ha demostrado, en estudios fase III en pacientes con carcinoma de colon avanzado, mama y pulmón, un mayor índice de respuestas objetivas y de supervivencia. El fármaco también tiene actividad en pacientes con carcinoma de pulmón y se está estudiando con intensidad en estas otras enfermedades. Los principales efectos secundarios son hipertensión, hemorragias (tumorales, epistaxis, hemoptisis) y cuadros de perforación intestinal. Otros anticuerpos en tumores sólidos Actualmente se está desarrollando un gran número de anticuerpos monoclonales frente a otros múltiples antígenos, entre los que destacan IGF1R, VEGFR, HGF y mesotelina. Radioinmunoterapia Radioinmunoconjugados En esta modalidad terapéutica, los anticuerpos se utilizan como vehículos de sustancias radioactivas. Los anticuerpos utilizados pueden ser sin actividad terapéutica per se o con ella, como por ejemplo rituximab. La gran disponibilidad actual de anticuerpos y radioisótopos, con propiedades físicas y biológicas muy diversas, permite mucha flexibilidad en su combinación, de manera que es posible generar reactivos de muy diversa índole. Hasta hace poco, el único radioisótopo disponible era el 131 I. Recientemente, está disponible también el 90 Y, cuyo uso está aumentando de forma progresiva. Estos agentes de clasifican en dos grandes categorías dependiendo del tipo de energía que emiten, alfa o beta. Estas sustancias se han utilizado mayormente en el tratamiento de neoplasias hematológicas. Tositumomab (Bexxar ) está compuesto por 131 I-anti CD20. Dosis mieloablativas de este agente han sido eficaces en el tratamiento de pacientes con linfoma refractario al tratamiento convencional y también ha demostrado actividad a dosis más bajas en pacientes con linfomas refractarios. Ibritumomab (Zevalin ) combina un anticuerpo frente al CD20 con 90 Y. El más relevante estudio con este fármaco es de asignación aleatoria, fase III, en pacientes con linfoma de bajo grado. Se distribuyeron de modo aleatorio 143 enfermos para recibir tratamiento con ibritumomab o rituximab, resultando en un mayor índice de respuestas positivas (tanto completas como parciales) en el grupo tratado con ibritumomab. Otros fármacos RAIT incluyen Lym-1 y M195. Esta modalidad terapéutica se ha ensayado también en tumores sólidos, con menor éxito hasta el momento. Conclusiones Los anticuerpos monoclonales se han establecido como una importante modalidad terapéutica y actualmente existen varios aprobados para el tratamiento de pacientes con diversos tipos de tumores. Los anticuerpos ofrecen una gran versatilidad en cuanto a su posible utilización como agentes únicos o combinados con radioinmunoconjugados, fármacos y toxinas. Inmunoterapia humoral 13

19 Referencias Baselga J, Gianni L, Geyer C, et al. Future options with trastuzumab for primary systemic and adjuvant therapy. Semin Oncol. 2004;31:51-7. Bernier J. Cetuximab in the treatment of head and neck cancer. Expert Rev Anticancer Ther. 2006;6: Bowen AL, Zomas A, Emmett E, et al. Subcutaneous CAMPATH-1H in fludarabine-resistant/relapsed chronic lymphocytic and B-prolymphocytic leukaemia. Br J Haematol. 1997;96: Ciardiello F, Tortora G. EGFR antagonists in cancer treatment. N Engl J Med. 2008;358: Coiffier B. Monoclonal antibodies in the management of newly diagnosed, aggressive B-cell lymphoma. Curr Hematol Rep. 2003;2:23-9. Coiffier B. Monoclonal antibodies in the treatment of malignant lymphomas. Adv Exp Med Biol. 2008;610: Coiffier B, Lepage E, Briere J, et al. CHOP chemotherapy plus rituximab compared with CHOP alone in elderly patients with diffuse large-b-cell lymphoma. N Engl J Med. 2002;346: Cunningham D, Humblet Y, Siena S, et al. Cetuximab monotherapy and cetuximab plus irinotecan in irinotecan-refractory metastatic colorectal cancer. N Engl J Med. 2004;351: Grunwald V, Hidalgo M. Developing inhibitors of the epidermal growth factor receptor for cancer treatment. J Natl Cancer Inst. 2003;95: Hurwitz H, Fehrenbacher L, Novotny W, et al. Bevacizumab plus irinotecan, fluorouracil, and leucovorin for metastatic colorectal cancer. N Engl J Med. 2004;350: Johnson DH, Fehrenbacher L, Novotny WF, et al. Randomized phase II trial comparing bevacizumab plus carboplatin and paclitaxel with carboplatin and paclitaxel alone in previously untreated locally advanced or metastatic non-small-cell lung cancer. J Clin Oncol. 2004;22: Lundin J, Osterborg A, Brittinger G, et al.; European Study Group of CAMPATH-1H treatment in low-grade non-hodgkin s lymphoma. CAMPATH-1H monoclonal antibody in therapy for previously treated low-grade non-hodgkin s lymphomas: a phase II multicenter study. J Clin Oncol. 1998;16: McLaughlin P, White CA, Grillo-López AJ, Maloney DG. Clinical status and optimal use of rituximab for B-cell lymphomas. Oncology (Huntingt). 1998;12:1763-9; discusión , Pérez EA, Baweja M. HER2-positive breast cancer: current treatment strategies. Cancer Invest. 2008;26: Press OW, Eary JF, Appelbaum FR, et al. Radiolabeled-antibody therapy of B-cell lymphoma with autologous bone marrow support. N Engl J Med. 1993;329: Riethmuller G, Schneider-Gadicke E, Schlimok G, et al.; German Cancer Aid 17-1A Study Group. Randomised trial of monoclonal antibody for adjuvant therapy of resected Dukes C colorectal carcinoma. Lancet. 1994; 343: Slamon DJ, Leyland-Jones B, Shak S, et al. Use of chemotherapy plus a monoclonal antibody against HER2 for metastatic breast cancer that overexpresses HER2. N Engl J Med. 2001;344: Von Mehren M, Adams GP, Weiner LM. Monoclonal antibody therapy for cancer. Annu Rev Med. 2003;54: White CA, Weaver RL, Grillo-López AJ. Antibody-targeted inmunotherapy for treatment of malignancy. Annu Rev Med. 2001;52: a edición del curso de Biotecnología Aplicada a la Salud Humana

20 2 Genómica, proteómica y medicina Fernando Vivanco Fundación Jiménez Díaz Universidad Complutense. Madrid Resumen La secuenciación del genoma humano, junto con el desarrollo y la implementación de las nuevas tecnologías «ómicas» de alto rendimiento (genómica, proteómica, metabolómica), están incrementando de manera esencial el conocimiento de la enfermedad humana y estableciendo unas bases sólidas para el desarrollo de la medicina personalizada (MP). El paradigma de la MP, y que plantea unos objetivos más ambiciosos, es la denominada «medicina 4P»: preventiva, predictiva, personalizada y participativa. Aplicando la biología de sistemas (que utiliza los datos y las técnicas genómicas, proteómicas y metabolómicas), la emergencia de nuevas tecnologías (nanochips, microfluídica, técnicas de visualización) y las nuevas herramientas computacionales, pretenden establecer nuevos estándares en salud humana. Uno de sus objetivos es incorporar el genoma de cada individuo a su historial clínico. En septiembre de 2010 se ha anunciado el lanzamiento del Proyecto del Proteoma Humano que, de forma similar al del Genoma Humano, pretende identificar y caracterizar todas las proteínas humanas. Su consecución es una pieza esencial en el establecimiento de la MP para facilitar la obtención de los perfiles proteicos (de tejidos, células y líquidos fisiológicos) que definan cada enfermedad. De la medicina personalizada a la medicina 4P La MP es una forma o modalidad de la medicina que utiliza la información de los genes, proteínas y metabolitos de cada paciente para prevenir, diagnosticar y tratar la enfermedad. Emplea la información del genoma de un individuo (y los datos que se derivan, expresión de proteínas, presencia de metabolitos) en pruebas de diagnóstico útiles y tratamientos específicos para cada enfermedad y para cada paciente. La medicina genómica hace uso de la información genómica y las tecnologías complementarias (bioinformáticas) para determinar el riesgo y la predisposición a la enfermedad, diagnóstico y pronóstico y la selección y priorización de las opciones terapéuticas. Mientras que la farmacogenética se centra en el estudio de cómo un gen (o un pequeño número de genes) afecta al metabolismo de un fármaco, la farmacogenómica lo hace en el estudio de cómo la variación genética del genoma afecta al metabolismo y respuesta frente a los fármacos. La MP utiliza los test moleculares farmacogenéticos y farmacogenómicos para estratificar a los pacientes según su respuesta predicha a un tratamiento particular y mejora la eficacia del tratamiento selec- Genómica, proteómica y medicina 15

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