Biomarkerová studie PDR001 v kombinaci s MCS110 u rakoviny žaludku

<Pozadí>

1. Současný stav léčebných možností u pokročilého karcinomu žaludku.

2. Současný stav vývoje imunoterapie u karcinomu žaludku

   • Využití imunitního systému k boji proti rakovinným buňkám je jednou z hlavních strategií při vývoji nových léků u téměř všech druhů pevných nádorů včetně rakoviny žaludku.
   • U karcinomu žaludku exprimujícího PD L1 vykazuje monoterapie anti-PD1 protilátkou (pembrolizumab) protinádorovou účinnost. (Bang YJ et al. 2015)
   • Protilátka anti-PDL1 (Avelumab) používaná v první linii udržovací léčby nebo v nastavení 2. linie u biomarkerově neselektovaného karcinomu žaludku také vykazuje slibnou protinádorovou účinnost (Chung HC et al. ECCO/ESMO 2015, Oh DY a kol. ASCO GI 2016)
   • Probíhá mnoho klinických studií s imunoonkologickými (IO) látkami v 1. linii, 2. linii, 3. linii a refrakterním nastavení. Používá se několik strategií, tj. IO monoterapie u populace selektované biomarkery, kombinace IO+IO, IO+cytotoxická chemoterapie a IO+jiná cílená činidla ke zlepšení účinnosti využití imunitního systému.
   • Přesto neznáme přesný biomarker pro tyto IO látky u rakoviny žaludku. Ne všichni pacienti mají z těchto látek prospěch.

3. Význam nádorového mikroprostředí

   • Z hlediska imunoterapie je pro úspěšnou imunoterapii třeba zvážit nádorové mikroprostředí (TME).
   • V TME existuje mnoho složek působících pro protinádorovou imunitu a intratumorální imunosupresi. (Pitt JM et al. 2016)
   • Nejdůležitější a přímá kontrola nádorových buněk je prováděna pomocí CD4+ T pomocných buněk a CD8+ cytotoxických T lymfocytů (CTL). Th1 odpověď charakterizovaná T buněčnou produkcí IFN-ɣ, TNF-α, IL-2 jsou považovány za základní podskupinu pro odmítnutí nádoru. Th1 odpověď však také přispívá k úniku z nádoru prostřednictvím IFN-ɣ-zprostředkované exprese inhibičních kontrolních molekul PDL1 nebo prostřednictvím selekce rezistentních klonů pomocí nádorové imunoeditace.
   • Dlouhodobá expozice nádorovému antigenu indukuje Th1 buňky a další T buňky, které postrádají typický polyfunkční fenotyp a které exprimují inhibiční receptory, jako je PDL1. LAG-3 a TIM-3.
   • Jiné podskupiny CD4+T buněk inhibují protinádorové imunitní reakce. CD4+Tregs je příkladem. Tregs inhibují protinádorovou aktivitu CTL a NK buněk buď přímo, nebo nepřímo prostřednictvím APC. Kromě Tregs mohou Th2 buňky také blokovat T-buňkami indukované odmítnutí nádoru.
   • TME může také přímo narušit intratumorální proliferaci T lymfocytů a působí jako další mechanismus pro vyhýbání se nádoru imunitnímu dozoru. Příkladem je výroba IDO v rámci TME. IDO produkovaný myeloidními buňkami a rakovinnými buňkami katabolizuje tryptofan za vzniku kynureninu, který společně podporuje konverzi naivních T buněk na Tregs, inhibici přeprogramování Treg na potenciálně protinádorové Th buňky a zvyšuje funkce MDSC prostřednictvím upregulace exprese IL-6.

4. Úloha polarizovaných makrofágů v TME

   • Makrofágy jsou jednou z hlavních složek TME, jsou rekrutovány chemokiny, jako je M-CSF a chemokin C-C motiv ligand 2, a jsou produkovány hlavně nádorovými buňkami (Wiktor-Jedrzejczak W, et al. 1996)
   • Makrofágy jsou dynamické buňky, které mohou vyjadřovat různé funkční programy v reakci na signály z mikroprostředí (Mantovani A, et al. 2004)
   • Bakteriální stimuly, IFN-ɣ a GM-CSF podporují prozánětlivý M1-polarizovaný fenotyp, zatímco M-CSF, IL-4 a IL-13 podporují tvorbu folátového receptoru b pozitivního, produkujícího IL-10, imunosupresivního, M2-polarizovaného makrofágy. (Murray PJ, et al. 2011). Makrofágy M1 také zesilují odpovědi TH1 a poskytují smyčku pozitivní zpětné vazby v protinádorové odpovědi.
   • Makrofágy, které infiltrují nádorové tkáně, také nazývané makrofágy spojené s nádorem (TAM), mohou být řízeny cytokiny odvozenými z nádoru a T-buněk, aby získaly takový polarizovaný fenotyp, a mají klíčovou roli v podvracení adaptivní imunity a v zánětlivých okruzích. které podporují růst a progresi nádoru. (Mantovani A, et al. 2002)
   • Plně polarizované makrofágy M1 a M2 jsou extrémy kontinua funkčních stavů; na rozdíl od této binární definice M1/M2 existuje několik dalších odlišných populací, které sdílejí rysy obou typů.( Ojalvo LS a kol. 2009)
   • M2-polarizované makrofágy podporují progresi nádoru a metastázy aktivací okruhů, které regulují růst nádoru, adaptivní imunitu, tvorbu stromatu a angiogenezi a mohou být použity jako prognostické indikátory. ( Balkwill F, et al. 2001)

5. Role polarizovaných makrofágů u rakoviny žaludku

   • U karcinomu žaludku je infiltrace polarizovaných TAM nezávislým prognostickým faktorem. (Zhang, et al. 2015)
   • Počet peritoneálních makrofágů s fenotypem M2 (CD68+CD163+ nebo CD68+CD204+) byl významně vyšší u pacientů s karcinomem žaludku s peritoneální diseminací než u pacientů bez peritoneální diseminace. (Yamaguchi et al. 2015)
   • Byla potvrzena vyšší exprese messengerové RNA související s M2 (IL-10, VEGF-A, VEGF-C, MMP-1, amfiregulin), nižší exprese messengerové RNA související s M1 (TNF-am CD80, CD86, IL-12p40). v TAM rakoviny žaludku.
   • Je zajímavé, že společná kultivace makrofágů s buňkami rakoviny žaludku přeměnila fenotyp M1 na fenotyp M2. Kromě toho koexistence buněk MKN45 s makrofágy M2 vedla k proliferaci rakovinných buněk a zrychlení růstu nádoru v modelu xenoimplantátu.
   • V naší nemocnici jsme zkoumali prognostický význam TAM u MSI-high karcinomu žaludku pomocí IHC. (Kim et al. 2015) CD68 a CD163 byly použity jako markery pro celkové infiltrující makrofágy, respektive M2-polarizované makrofágy. Hustota CD68+ nebo CD163+ TAM ve čtyřech různých oblastech (epiteliální a stromální kompartmenty jak centra tumoru, tak invazivní fronty) byla analyzována u 143 případů MSI-vysoko pokročilých karcinomů žaludku.

   V multivariační analýze přežití byly CD163+ TAM ve čtyřech kombinovaných oblastech, stromálním a epiteliálním kompartmentu jak centra tumoru, tak invazivní fronty nezávislým prognostickým indikátorem u karcinomů žaludku s vysokým MSI.

   • Bylo také popsáno, že polarizovaný CD163+ TAM je spojen se zvýšenou angiogenezí a expresí CXCL12 u rakoviny žaludku (Park et al. 2015)
   • Zkoumali jsme roli cytokinů a angiogenních faktorů u karcinomu žaludku (Ock et al. 2015, Ock et al. 2016). Vysoká hladina M-CSF v séru je spojena se špatným výsledkem přežití u pacientů s rakovinou žaludku, kteří dostávali standardní chemoterapii 1. linie.

6. Potenciál kombinace inhibitoru PD1 a inhibitoru CSF-1

   • Blokáda faktoru 1 stimulujícího kolonie (CSF-1) omezuje infiltraci makrofágů a zlepšuje odpověď karcinomů mléčné žlázy na chemoterapii. (Ruffell B a kol. Cancer Cell 2014)
   • V modelu mutantního melanomu BRAF inhibitor CSF1R (PLX3397) snižoval nábor CD11bC Gr1lo a CD11bC Gr1int M2-like makrofágů, ale to bylo doprovázeno akumulací CD11bC Gr1hi buněk. Exprese PDL1 na zbývajících myeloidních buňkách potenciálně tlumila protinádorovou účinnost inhibitoru BRAF (PLX3397) a PLX4720 v kombinaci, protože blokáda osy PD1/PDL1 zlepšila výsledek. (Ngiow SF et al. 2015)
   • V modelu rakoviny pankreatu může inhibice signalizace receptorem myeloidního růstového faktoru CSF1R funkčně přeprogramovat reakce makrofágů, které zesilují prezentaci antigenu a produktivní protinádorové reakce T-buněk. (Zhu Y et al. 2014) Blokáda CSF1R však také upregulovala molekuly kontrolních bodů T-buněk, včetně PDL1 a CTLA4, čímž omezila příznivé terapeutické účinky.
   • V těchto případech kombinace blokády CSF1R a inhibitoru PD1 nebo CTLA4 silně snížila progresi nádoru.

<Návrh a plán zkoušky> Každý dávkovací interval bude 3 týdny.

1. Před 1. dávkou MCS110 bude provedena 1. čerstvá biopsie nádoru.
2. Po 1. dávce monoterapie MCS110 bude provedena 2. biopsie čerstvého tumoru
3. Poté bude zahájena kombinace MCS110 s PDR001.
4. Po 1. dávce kombinace MCS110/PDR001 bude provedena 3. čerstvá biopsie nádoru.
5. Poté bude pacientům podávána kombinace MCS110/PDR001 až do progrese onemocnění, netolerovatelné toxicity nebo odvolání souhlasu pacienta.
6. V době progrese onemocnění bude pokud možno získána čerstvá nádorová tkáň (volitelně).
7. V každém časovém bodě biopsie nádoru bude doprovázen odběr krve.
8. Hodnocení odpovědi nádoru se bude provádět každé 2 cykly kombinované léčby MCS110/PDR001.

Translační výzkum, který bude proveden. Popis změn biomarkerů bude hlavním účelem této studie biomarkerů. Proto je translační výzkum hlavním zájmem této studie.

Kandidátské biomarkery jsou uvedeny níže, které byly převzaty z klinické studie MCS110Z2102. Přesné položky analýzy však budou vybrány na základě množství nádorové tkáně a vývoje vědy během studijního období. Hlavní pozornost bude věnována PDL1, TAM, TIL.