Fáze I hledání dávky a studie důkazu koncepce panobinostatu se standardní dávkou cytarabinu a daunorubicinu pro neléčenou akutní myeloidní leukémii nebo pokročilý myelodysplastický syndrom

Ve Spojených státech je incidence akutní myeloidní leukémie (AML) přibližně 3,5 případů na 100 000 osob za rok. Přibližně 13 000 lidí bylo diagnostikováno s AML v roce 2009 a 9 000 na toto onemocnění zemřelo, což z AML dělá 6. hlavní příčinu úmrtí na rakovinu. Během posledních tří desetiletí se přežití AML zlepšilo u mladších pacientů s 5letou mírou přežití vyšší než 60 % u dospělých ve věku do 45 let pravděpodobně díky zlepšení indukční a konsolidační chemoterapie, alogenní transplantace hematopoetických kmenových buněk (HSCT) a podpůrná péče. Postremisní terapie režimy s vysokými dávkami cytarabinu po indukci na bázi cytarabinu a antracyklinu zlepšila přežití bez onemocnění a celkové přežití na úkor zvýšené mortality související s léčbou, což omezuje její použití u mnoha starších pacientů a pacientů s významnými komorbiditami. Ačkoli alogenní HSCT zůstává standardem péče o pacienty s nízkým rizikem AML nebo relapsem onemocnění, pokročilý věk, komorbidity a dostupnost dárce tuto možnost u velkého počtu pacientů znemožňují, a proto je zlepšení snášenlivosti a účinnosti indukční terapie důležitým cílem.

Více než polovina nově diagnostikovaných pacientů s AML je starších 65 let a třetina je starší 75 let. Na rozdíl od mladších pacientů je prognóza starších pacientů s AML stále tristní s pětiletým přežitím nižším než 10 % u pacientů starších 65 let. Indukční terapie standardními dávkami cytarabinu s antracykliny zůstává v posledních třiceti letech standardem péče o starší pacienty s AML. U starších pacientů je míra kompletní odpovědi na indukční chemoterapii nižší než u mladších pacientů, a to 40 až 60 %, s mediánem přežití blížícím se 12 měsícům. Nové strategie využívající nová činidla ke zvýšení senzitivity maligních myeloidních prekurzorů na standardní indukční chemoterapii mohou zlepšit kompletní odpověď a míru relapsů bez zvýšení mortality související s léčbou.

Myelodysplastické syndromy (MDS)

Myelodysplastické syndromy jsou novotvary hematopoetických progenitorových buněk charakterizované neúčinnou krvetvorbou a zvýšeným rizikem transformace na AML. Klinicky se u pacientů rozvinou symptomy související s cytopeniemi, typicky progresivní anémie s nebo bez trombocytopenie nebo neutropenie, která nesouvisí s definovanou reverzibilní příčinou, jako je nutriční deficit. Histologicky je MDS naznačen přítomností dysplazie ve > 10 % buněk v jedné nebo více myeloidních liniích při hodnocení kostní dřeně. Charakteristické cytogenetické abnormality také pomáhají při stanovení diagnózy MDS.

Výskyt MDS v USA se odhaduje na 3,4 případů na 100 000 lidí za rok, přičemž u lidí starších 70 let se výskyt zvyšuje 10krát. Rizikové faktory pro rozvoj MDS zahrnují pokročilý věk, mužské pohlaví a předchozí vystavení DNA poškozující chemoterapii nebo radiační terapii, typicky pro léčbu jiných malignit. Jako skupina mají pacienti s pokročilým MDS a pacienti s MDS progredujícím do AML onemocnění rezistentní na léčbu s nízkou mírou odpovědi a krátkou dobou trvání odpovědi po indukční terapii.

Mezinárodní prognostický skórovací systém (IPSS) pro primární MDS přiděluje čtyři kategorie rizika MDS (nízké, INT-1, INT-2, vysoké) na základě procenta myeloblastů v kostní dřeni, specifických cytogenetických abnormalit a počtu cytopenií, aby bylo možné odhadnout přežití a riziko onemocnění. transformace na AML. Pacienti s MDS s nízkým a INT-1 rizikem mají střední přežití bez terapie 5,7 a 3,3 roku. Pacienti s pokročilým MDS v rizikových skupinách IPSS INT-2 a High se mají mnohem hůře s mediánem přežití 1,1 a 0,4 roku, v daném pořadí. INT-2 a vysoce rizikové MDS je také spojeno s vyšším rizikem transformace na AML. Kromě toho hematopoetické prekurzory od pacientů s pokročilým MDS častěji exprimují genový produkt P-glykoprotein multirezistence (MDR1), což možná vysvětluje nízkou míru odpovědí a krátké trvání odpovědí v této skupině po konvenčních indukčních terapiích. Studie fáze III s inhibitorem P-glykoproteinu valspodar v kombinaci s mitoxantronem, etoposidem a cytarabinem u relabující nebo refrakterní AML a vysoce rizikového MDS neprokázala zlepšené výsledky s inhibicí P-glykoproteinu. Jako takové jsou zapotřebí nové terapeutické strategie k překonání vnitřní rezistence vůči chemoterapii pozorované u pokročilého MDS, aby se zlepšila indukční chemoterapie jako primární terapie a jako most k alogenní transplantaci hematopoetických buněk.

Vzhledem k relativně dlouhému přežití a nízké míře progrese do AML pozorované u pacientů s IPSS nízkým a rizikovým onemocněním INT-1 je alogenní transplantace typicky vyhrazena pro ty, u kterých selže konzervativní léčba látkami stimulujícími erytropoézu, G-CSF, hypometylačními látkami, jako je azacitidin nebo decitabin, lenalidomid nebo imunosupresivní terapie. Pro pacienty ve věku 60 let a mladší s pokročilým MDS (INT-2, High) je nejvhodnější terapií alogenní transplantace krvetvorných buněk, protože prodlužuje očekávanou délku života. Vzhledem k pokročilému věku a významným komorbiditám není alogenní transplantace krvetvorby vhodnou léčebnou modalitou pro velký počet pacientů s pokročilým MDS. Navíc dárci kmenových buněk nejsou k dispozici pro všechny pacienty. Pro pacienty s pokročilým MDS jsou hypomethylační látky nebo zařazení do klinických studií obě vhodnou léčebnou možností vzhledem ke špatným výsledkům u této populace pacientů. Otevřená, randomizovaná studie fáze III azacitidinu oproti konvenčním režimům péče u pokročilého MDS prokázala lepší celkové přežití u pacientů léčených azacitidinem (24,5 oproti 15,0 měsíce, HR 0,58; 95% CI 0,43-0,77). Ačkoli má decitabin aktivitu u MDS, dosud nebylo prokázáno, že prodlužuje přežití u pokročilého MDS. Ve studii fáze III srovnávající decitabin s podpůrnou léčbou vykazoval decitabin lepší míru odpovědi a zpomalil dobu do rozvoje AML.

Antracykliny v terapii AML

Činidla antracyklinové chemoterapie (daunorubicin, idarubicin, mitoxantron) jsou vysoce aktivní u AML a jsou nezbytnou součástí počáteční indukční terapie u těch, kteří jsou schopni intenzivní chemoterapie. Optimální dávka antracyklinu pro maximalizaci odpovědi a přežití při zachování bezpečnosti se stále určuje. Pokud jde o daunorubicin, randomizovaná studie fáze III u mladších pacientů ve věku 17 až 60 let s AML prokázala, že standardní dávka cytarabinu 100 mg/m2 denně po dobu 7 dnů v kombinaci s daunorubicinem 90 mg/m2 denně po dobu 3 dnů byla lepší než daunorubicin 45 mg/ m2 denně po dobu 3 dnů se zlepšenou mírou kompletní remise (70,6 % vs. 57,3 %, p<0,001) a medián celkového přežití (23,7 vs. 15,7 měsíce, p=0,003). Toxicita se mezi těmito dvěma skupinami významně nelišila. Podobná studie fáze III u pacientů s AML ve věku 60 let nebo starších porovnávala daunorubicin 45 mg/m2 až 90 mg/m2 po dobu 3 dnů v kombinaci s cytarabinem 200 mg/m2 denně po dobu 7 dnů. Přestože míra kompletní remise byla vyšší u pacientů užívajících dávku daunorubicinu 90 mg/m2 (64 % vs. 54 %, p=0,002), nebyl pozorován žádný rozdíl v přežití. Pozoruhodné je, že pacienti ve věku 60–65 let, kteří dostávali vyšší dávku daunorubicinu, měli vyšší míru kompletní remise, přežití bez příhody a celkové přežití. Dosud nebylo publikováno žádné přímé srovnání daunorubicinu v dávce 60 mg/m2 oproti 90 mg/m2.

Histonové deacetylázy a jejich inhibitory u AML a MDS

Inhibitory HDAC prokázaly aktivitu v monoterapeutických studiích fáze I u AML a pokročilého MDS. Studie fáze I panobinostatu jako monoterapie u primárně AML přinesla přechodné hematologické odpovědi se snížením počtu blastů v periferní krvi u 8 z 11 pacientů v souladu s dokumentovanou in vitro aktivitou léku. Mezi hlavní toxicity patřila nauzea, průjem, hypokalémie, anorexie, trombocytopenie a reverzibilní prodloužení QTcF. Podobné odpovědi se vzácnými kompletními odpověďmi byly také pozorovány u inhibitorů HDAC romidepsinu a MGCD0103 u AML a MDS.

Synergie mezi inhibitory HDAC a antracykliny

Je nepravděpodobné, že by inhibitory HDAC jako monoterapie ovlivňovaly léčbu AML a pokročilého MDS, ačkoli existuje silný biologický důvod pro použití těchto látek v kombinovaných terapiích. Inhibicí deacetylace histonů vytvářejí inhibitory HDAC otevřenější chromatinovou strukturu, která je náchylnější k účinkům antracyklinových chemoterapeutických činidel poškozujících DNA, v některých případech při podávání 48 hodin po inhibitoru HDAC. In vitro inhibitory HDAC potencují cytotoxické účinky antracyklinů v leukemických buněčných liniích. Panobinostat konkrétně působí synergicky s antracyklinem doxorubicinem, aby vyvolal poškození DNA, zvýšil acetylaci histonů a aktivoval programovanou buněčnou smrt v AML buněčných liniích a primárních AML buňkách. Předpokládá se, že podávání antracyklinu daunorubicinu s panobinostatem bude synergické in vivo a může zlepšit kompletní odezvu a míru relapsů u AML.

Správné sekvenování inhibitorů HDAC s antracykliny bude pravděpodobně důležité pro úspěch těchto kombinací. Předběžné ošetření inhibitory HDAC před expozicí antracyklinu může poskytnout synergické účinky také zvýšením expozice jaderné DNA antracyklinu. U kultivovaných buněk rakoviny prsu MCF-7 vede léčba HDAC inhibitorem vorinostatem k dekondenzaci chromatinu, která je maximální po 48 hodinách léčby inhibitorem HDAC. V tomto systému společné podávání vorinostatu a epirubicinu nevedlo ke zvýšené apoptóze, zatímco 48hodinová preinkubace s vorinostatem vedla k synergickému zvýšení apoptózy spojené se zvýšenou akumulací epirubicinu v jádru a zvýšeným poškozením DNA. U AML se maximální epigenetické účinky objevují také přibližně 48 hodin po expozici inhibitoru HDAC.

Protirakovinná aktivita inhibitorů DAC

Změny ve struktuře chromozomů hrají kritickou roli v kontrole genové transkripce. Tyto epigenetické změny zahrnují modifikaci histonů a dalších proteinů acetylací a/nebo fosforylací. Normálně jsou tyto modifikace jemně vyváženy a jsou vysoce reverzibilní v normálních tkáních, ale mohou být nevyvážené a dědičné v nádorových buňkách. Inhibitory DAC zvyšují acetylaci histonů, čímž modulují expresi podskupiny genů koordinovaným způsobem. Několik supresorových genů spojených s maligním fenotypem je u sporadických rakovin potlačováno epigenetickými mechanismy. Léčba inhibitory DAC tedy může změnit fenotyp nádoru a inhibovat růst takových nádorů.

Několik příznaků rakoviny je regulováno acetylací/deacetylací:

• Inhibice DAC se zaměřuje na histonové i nehistonové proteiny. Zacílení na stav acetylace nehistonových, s nádorem asociovaných proteinů, které zprostředkovávají proliferaci, může být základním protinádorovým mechanismem inhibitorů DAC.
• Nehistonové proteiny regulované acetylací zahrnují a-tubulin, p53, HIF-la a HSP90. Tyto proteiny jsou substráty DAC.
• Schopnost jediného činidla zacílit na více molekulárních znaků nádorových buněk může vést k dobré účinnosti proti řadě různých typů nádorů.
• HSP90 se podílí na stabilitě a degradaci proteinu; inhibice HSP90 ovlivňuje proteinový obrat u nemocí, jako je mnohočetný myelom a B-buněčné malignity.
• Acetylovaný HIF-la je degradován a již nemůže působit jako nádorový růstový faktor. Inhibitory DAC třídy II se zaměřují na histondeacetylázu (HDAC nebo DAC) 6, což vede ke zvýšené acetylaci HIF-1α a snížení vaskulárního endoteliálního růstového faktoru (VEGF), čímž inhibuje angiogenezi.
• Jak acetylace, tak ubikvitylace se často vyskytují na stejném lysinovém zbytku, ale tyto procesy nemohou probíhat současně. Acetylace umožňuje zvýšenou stabilitu a ubiquitylace vede k degradaci proteinů. Proto DAC snižují poločas života proteinu vystavením lysinového zbytku pro ubikvitylaci.

Panobinostat (LBH589)

Panobinostat (LBH589) je inhibitor deacetylázy (DACi) patřící do strukturně nové třídy sloučenin skořicové kyseliny hydroxamové. Je to silný pan-DAC inhibitor třídy I/II (pan-DACi), který prokázal protinádorovou aktivitu u preklinických modelů au pacientů s rakovinou. Deacetylázy (DAC) cílí na lysinové skupiny na chromatinu a transkripčních faktorech a na různé nehistonové proteiny, jako je p53, tubulin, HSP90 a Rb. Panobinostat je formulován jako perorální kapsle a roztok pro intravenózní (i.v.) injekci. Jak orální, tak i.v. formulace jsou v současné době zkoumány v probíhajících studiích fáze I a fáze II u pokročilých solidních nádorů a hematologických malignit.

Inhibice DAC poskytuje nový přístup k léčbě rakoviny. Histony jsou součástí základních proteinů nukleozomů a acetylace a deacetylace těchto proteinů hraje roli v regulaci genové exprese. Vysoce nabité deacetylované histony se pevně vážou na fosfátovou kostru DNA a inhibují transkripci, pravděpodobně tím, že omezují přístup transkripčních faktorů a RNA polymeráz k DNA. Acetylace neutralizuje náboj histonů a vytváří otevřenější konformaci DNA. Tato konformace umožňuje transkripčním faktorům a souvisejícímu transkripčnímu aparátu přístup k DNA a podporuje expresi odpovídajících genů. Protichůdné aktivity dvou skupin enzymů, histon acetyltransferázy (HAT) a DAC řídí množství acetylace. V normálních buňkách existuje rovnováha mezi aktivitou HAT a DAC, která vede k buněčně specifickým vzorcům genové exprese. Narušení rovnováhy vyvolává změny v genové expresi.

Několik linií důkazů naznačuje, že aberantní nábor DAC a výsledná modifikace struktury chromatinu mohou hrát roli ve změně genové exprese pozorované v transformovaných buňkách. Například umlčení tumor supresorových genů na úrovni chromatinu je běžné u lidských nádorů a DAC komplexy se ukázaly jako klíčové pro aktivitu AML-specifických fúzních proteinů PLZF-RAR-α, PML-RAR-α a AML1/ETO. Bylo ukázáno, že inhibitory DAC (DACi) indukují diferenciaci, zástavu buněčného cyklu nebo apoptózu v kultivovaných nádorových buňkách a inhibují růst nádorů na zvířecích modelech. Kromě toho se ukázalo, že DACi indukuje expresi p21, klíčového mediátoru zastavení buněčného cyklu ve fázi G1 a buněčné diferenciace.

Inhibice růstu nádoru a apoptóza v reakci na léčbu DACi může být také zprostředkována změnami v acetylaci nehistonových proteinů (např. HSP90, p53, HIF-la, a-tubulin). Například se ukázalo, že chaperonový protein HSP90 je acetylován v buňkách ošetřených DACi. Acetylace HSP90 inhibuje jeho schopnost vázat nově syntetizované klientské proteiny, čímž brání správnému skládání klientských proteinů a jejich funkci. V nepřítomnosti funkce HSP90 jsou špatně složené proteiny cíleny pro degradaci v proteazomu. Mnoho proteinů, které vyžadují asociaci HSP90, je kritických pro růst rakovinných buněk, včetně ErbB1, ErbB2, AKT, Raf, KDR a BCR-ABL. Acetylace HSP90 v buňkách ošetřených DACi inhibuje chaperonovou funkci HSP90, což vede k degradaci klientských proteinů a případné buněčné smrti.

Potenciální klinická užitečnost použití DACi v terapii rakoviny byla poprvé naznačena aktivitou DACi, fenylbutyrátu sodného, ​​proti akutní promyelocytární leukémii (APL). Dospívající pacientka s relabující APL, která již nereagovala na samotnou kyselinu transretinovou (ATRA), dosáhla kompletní klinické remise po léčbě kombinací ATRA a DACi natriumfenylbutyrátu.