PhII 5-Azacytidin plus Valproinsäure und schließlich Atra bei MDS mit mittlerem II- und hohem Risiko

Myelodisplastische Syndrome (MDS) sind eine heterogene Gruppe von Krankheiten, die durch eine ineffektive Hämatopoese (infolge einer erhöhten Apoptose von Vorläuferzellen), eine fortschreitende periphere Zytopenie und eine Tendenz zur Entwicklung einer akuten Leukämie gekennzeichnet sind.

Der Begriff „Syndrom“ steht für das breite klinische Spektrum dieser Krankheitsgruppe, das von einer milden und stabilen Zytopenie mit geringem Risiko einer leukämischen Konversion und einer Lebenserwartung von mehreren Jahren bis hin zu einer echten Präleukämie reicht.

Der International MDS Risk Analysis Workshop hat kürzlich ein konsensbasiertes risikobasiertes International Prognostic Score System (IPSS) für primäres MDS entwickelt, das die prognostische Stratifizierung von MDS-Patienten deutlich verbessert hat. Nach IPSS ist es nun möglich, Patienten zu identifizieren (d. h. Patienten mit hohem Risiko und mittlerem Risiko 2) mit einer schlechten Prognose (d. h. einer Lebenserwartung < 1 Jahr) aufgrund eines hohen Risikos für die Entwicklung einer Leukämie.

Derzeit stellt die allogene Stammzelltransplantation die einzige kurative Therapie für diese Untergruppe von Hochrisikopatienten dar. Diese Therapieoption scheidet jedoch häufig aus mehreren Gründen aus (Alter, Komorbidität, Mangel an geeigneten Spendern).

Unter den bisher getesteten experimentellen Behandlungen hat 5-Azacitidin (5-Aza) kürzlich vielversprechende Ergebnisse gezeigt. Darüber hinaus deuten die biologischen experimentellen Daten darauf hin, dass die Assoziation von 5-Aza mit Histon-Deacetylase-Inhibitoren wie Valproinsäure und mit Differenzierungsmitteln wie Retinsäure synergistisch sein könnte.

Azacitidin (Aza C), ein Pyrimidin-Nukleosid-Analogon, wurde als Antitumormittel entwickelt. Zusätzlich zu den zytotoxischen Wirkungen induziert es in vitro die Differenzierung bösartiger Zellen. Aza C hemmt die DNA-Methyltransferase, das Enzym in Säugetierzellen, das für die Methylierung neu synthetisierter DNA verantwortlich ist, was zur Synthese hypomethylierter DNA und zu Veränderungen in der Gentranskription und -expression führt. Der Mechanismus, durch den Aza C seine Wirkung entfaltet, ist höchstwahrscheinlich multifaktoriell. Aza C kann insbesondere bei höheren Dosen eine erhebliche Myelosuppression hervorrufen. Aza C könnte auch als Modifikator der biologischen Reaktion wirken. Die Reaktion hämatopoetischer Vorläufer auf Zytokine ist bei Patienten mit MDS beeinträchtigt. Dies kann teilweise auf Anomalien des Signaltransduktionswegs stromabwärts der Zytokinrezeptoren zurückzuführen sein. In-vitro-Daten deuten darauf hin, dass Aza-C den Zytokin-Signaltransduktionsweg modulieren kann, wodurch empfindliche, nicht mehr auf die Wirkung von Zytokinen reagierende Zellen reagiert und die normale hämatopoetische Regulierung teilweise wiederhergestellt wird. Der Einbau von Aza-C in die DNA hemmt die DNA-Methyltransferase und induziert die DNA-Hypomethylierung. 5-Azacytidin und 5-Aza-2-desoxycytidin (Decitabin), zwei starke Inhibitoren der Cytosinmethylierung, zeigten eine starke antileukämische Wirkung bei akuter myeloischer Leukämie (AML). Darüber hinaus induzieren beide Trilineage-Reaktionen bei myelodysplastischen Syndromen (MDS) bei Dosierungen, die eine ambulante Behandlung ermöglichen, mit mäßiger Myelotoxizität und keiner signifikanten nichthämatologischen Toxizität.

Azacytidin ist das einzige von der FDA zugelassene Medikament zur Behandlung von MDS. Die mittlere Überlebenszeit für Patienten mit MDS und einem mittleren/hohen IPSS-Score, die mit konventionellen Behandlungsschemata behandelt werden, wird auf 11 Monate geschätzt. Patienten, die in der CALGB 9221-Studie mit Azacytidin behandelt wurden, hatten eine mittlere Überlebenszeit von 18 Monaten. Bei 60 % der Patienten im Aza-C-Arm kam es zu einem Ansprechen (7 % vollständiges Ansprechen, 16 % teilweises Ansprechen, 37 % Verbesserung), verglichen mit 5 % (Verbesserung), die eine unterstützende Behandlung erhielten (P < 0,001). Die mittlere Zeit bis zur leukämischen Transformation oder zum Tod betrug 21 Monate für Aza C gegenüber 13 Monaten für die unterstützende Behandlung (P = 0,007). Bei 15 % der Patienten im Aza-C-Arm und bei 38 % der Patienten, die unterstützende Behandlung erhielten, trat als erstes Ereignis eine Transformation in eine akute myeloische Leukämie auf (P = 0,001). Darüber hinaus verbesserte Aza-C die Lebensqualität im Vergleich zur unterstützenden Behandlung.

Die gegensätzlichen Wirkungen von Histonacetyltransferasen (HATs) und Histondeacetylasen (HDACs) ermöglichen eine präzise Regulierung der Genexpression durch Chromatin-Remodellierung. Eine fehlerhafte Transkription aufgrund einer veränderten Expression oder Mutation von Genen, die HATs, HDACs oder ihre Bindungspartner kodieren, ist ein Schlüsselereignis bei der Entstehung und dem Fortschreiten von Krebs. HDAC-Inhibitoren können die Genexpression reaktivieren und das Wachstum und Überleben von Tumorzellen hemmen. Die bemerkenswerte Tumorspezifität dieser Verbindungen und ihre Wirksamkeit in vitro und in vivo unterstreichen das Potenzial von HDAC-Inhibitoren als spannende neue Wirkstoffe für die Krebsbehandlung. Es wurde gezeigt, dass Histondeacetylase (HDAC)-Inhibitoren in vitro und in vivo wirksame Auslöser von Wachstumsstopp, Differenzierung und/oder apoptotischem Zelltod transformierter Zellen sind. Eine Klasse von HDAC-Inhibitoren, hybride polare Verbindungen (HPCs) auf Hydroxamsäurebasis, induzieren die Differenzierung bei mikromolaren oder niedrigeren Konzentrationen. Untersuchungen (Röntgenkristallographie) zeigten, dass die katalytische Stelle von HDAC eine röhrenförmige Struktur mit einem Zinkatom an ihrer Basis aufweist und dass diese HDAC-Inhibitoren wie Suberoylanilidhydroxamsäure (SAHA) und Trichostatin A zusammen mit dem Hydroxam in diese Struktur passen Teil des Inhibitors, der an das Zink bindet. HDAC-Inhibitoren führen dazu, dass sich acetylierte Histone sowohl im Tumorgewebe als auch im normalen Gewebe ansammeln. Diese Anreicherung kann als Marker für die biologische Aktivität der HDAC-Inhibitoren verwendet werden. HPCs auf Hydroxamsäurebasis wirken selektiv und hemmen das Wachstum von Tumorzellen in Mengen, die für normale Zellen kaum oder gar nicht toxisch sind. Diese Verbindungen wirken auch selektiv auf die Genexpression und verändern die Expression von nur etwa 2 % der in kultivierten Tumorzellen exprimierten Gene. Im Allgemeinen sind Chromatinfraktionen, die an aktiv transkribierten Genen angereichert sind, auch an stark acetylierten Kernhistonen angereichert, wohingegen stille Gene mit Nukleosomen mit einem niedrigen Acetylierungsgrad assoziiert sind. Allerdings können HDACs auch andere Proteine ​​als Histone in Nukleosomen acetylieren. Die Rolle, die diese anderen Ziele bei der Induktion des Zellwachstumsstopps, der Differenzierung und/oder des apoptotischen Zelltods spielen, wurde nicht bestimmt. Unsere Arbeitshypothese ist, dass die Hemmung der HDAC-Aktivität zur Modulation der Expression eines bestimmten Satzes von Genen führt, deren Kontrolle durch die ektopische Expression von EVI1 oder einem ähnlichen Onkogen gestört wurde, was wiederum zu Wachstumsstopp, Differenzierung und/oder oder apoptotischer Zelltod. Die auf Hydroxamsäure basierenden HPCs sind potenziell wirksame Mittel zur Krebstherapie und möglicherweise zur Krebs-Chemoprävention.

Valproinsäure Valproinsäure (VPA, 2-Propylpentansäure) ist ein etabliertes Medikament in der Langzeittherapie der Epilepsie. In den letzten Jahren hat sich gezeigt, dass VPA auch mit einer krebshemmenden Wirkung verbunden ist. VPA unterdrückt nicht nur Tumorwachstum und Metastasierung, sondern induziert auch die Tumordifferenzierung in vitro und in vivo. Für die biologische Aktivität von VPA könnten mehrere Wirkmechanismen relevant sein: (1) VPA erhöht die DNA-Bindung des aktivierenden Protein-1-Transkriptionsfaktors (AP-1) und die Expression von Genen, die durch die extrazellulär regulierte Kinase (ERK) reguliert werden. -AP-1-Weg; (2) VPA reguliert die Aktivität der Proteinkinase C (PKC) herunter; (3) VPA hemmt die Glykogensynthasekinase-3beta (GSK-3beta), einen negativen Regulator des Wnt-Signalwegs; (4) VPA aktiviert die Peroxisom-Proliferator-aktivierten Rezeptoren PPARgamma und Dagger (Rif. 25); (5) VPA blockiert HDAC (Histon-Deacetylase) und verursacht eine Hyperacetylierung. Die Ergebnisse verdeutlichen eine wichtige Rolle von VPA für die Krebstherapie. VPA könnte auch als Wirkstoff mit geringer Toxizität nützlich sein, der über lange Zeiträume zur Chemoprävention und/oder zur Kontrolle minimaler Resterkrankungen verabreicht wird. Die Autoren zeigen, dass das gut verträgliche Antiepileptikum Valproinsäure ein starker HDAC-Hemmer ist. Valproinsäure lindert die HDAC-abhängige Transkriptionsrepression und verursacht eine Hyperacetylierung von Histonen in kultivierten Zellen und in vivo. Valproinsäure hemmt die HDAC-Aktivität in vitro, höchstwahrscheinlich durch Bindung an das katalytische Zentrum von HDACs. Am wichtigsten ist, dass Valproinsäure die Differenzierung von Karzinomzellen, transformierten hämatopoetischen Vorläuferzellen und leukämischen Blasten von Patienten mit akuter myeloischer Leukämie induziert. Darüber hinaus werden Tumorwachstum und Metastasenbildung im Tierversuch deutlich reduziert. Daher könnte Valproinsäure als wirksames Medikament zur Krebstherapie dienen. Diese Ergebnisse stellen einen „Proof of Concept“ für den Einsatz von Valproinsäure zur Therapie von akuter Leukämie und myelodisplastischem Syndrom dar.

ATRA

Retinoide spielen nachweislich eine wichtige Rolle bei der Behandlung von APL. Es gibt auch In-vitro-Beweise dafür, dass primäre Blastenzellen aus anderen FAB-Gruppen als M3 phänotypische Anzeichen einer Reifung zeigen können, wenn sie Retinoid mit oder ohne andere Wirkstoffe ausgesetzt werden. Weitere relevante Informationen zu AML/MDS stammen aus verschiedenen Quellen:

(I) Die Zugabe von Retinoid erhöht die Empfindlichkeit von AML-Blasten gegenüber Ara C in vitro.

(II) BCL-2-Protein wird in einem Teil der AML-Fälle überexprimiert. Es gibt Hinweise darauf, dass dies mit dem Ansprechen auf die Behandlung und dem Überleben zusammenhängt. Da die Chemotherapie zum apoptotischen Zelltod führt, könnte dies ein Mechanismus der Chemoresistenz sein. Retinoide regulieren die BCL-2-Expression von AML-Blasten in vitro herunter. Die oben erwähnte erhöhte Empfindlichkeit von AML-Blasten gegenüber Chemotherapie, vermittelt durch Retinoid, ist auf die Verkürzung der BCL-2-Halbwertszeit zurückzuführen.

(III) In einer Pilotstudie von Tallman et al. wurden 39 Hochrisikopatienten mit einem Durchschnittsalter von 65 Jahren, von denen die meisten (n=25) nicht auf eine Chemotherapie angesprochen hatten, mit ATRA (150 mg/m2) behandelt LD Ara C. 42 % der Patienten erreichten eine CR (25 %) oder PR (17 %) und weitere 17 % hatten eine stabile Erkrankung.

(IV) In einer aktuellen Studie des M.D. Anderson Cancer Center, Houston, wurden 170 Patienten mit einem Durchschnittsalter von 66 Jahren mit AML oder Hochrisiko-MDS randomisiert und erhielten FAI (Fludarabin, Ara C und Idarubicin) allein oder FAI in Kombination mit beiden G CSF oder ATRA oder beides. Die Gesamtüberlebensrate nach 6 Monaten betrug 49 %. Bei einem Vergleich von ATRA-behandelten mit ATRA-nicht behandelten Patienten ergab sich ein günstigeres Ergebnis bei Empfängern von Retinoiden mit CR-Raten von 56 % bzw. 42 % (p = 0,06) und einem überlegenen 6-Monats-Überleben und ereignisfreien Überleben (beide p=0,02), aber es konnte kein langfristiger Nutzen nachgewiesen werden. In dieser Studie war die Retinoid-Exposition relativ kurz, nämlich vom Tag -2 bis zum Tag +8 der Chemotherapie (Rif. 30).

(V) In einer aktuellen Studie aus Düsseldorf wurden 18 Patienten mit MDS und AML als Folge von MDS mit Valproinsäure (VPA) allein behandelt, und 5 Patienten erhielten eine Kombination aus VPA und ATRA. Ein positives Ansprechen wurde bei 44 % der mit VPA allein behandelten Patienten beobachtet, mit einer mittleren Ansprechdauer von 4 (3–9) Monaten. Vier der fünf Patienten, die anschließend einen Rückfall erlitten, wurden mit VPA + ATRA behandelt, zwei von ihnen sprachen wieder darauf an. Die Autoren gehen davon aus, dass eine Vorbehandlung mit VPA für eine synergistische Wirkung beider Arzneimittel erforderlich sein könnte.

Die oben genannten Beweise legen nahe, dass Retinoide ein nützlicher Modifikator der biologischen Reaktion sein können (in Kombination mit Chemotherapie und/oder VPA) mit geringer oder keiner zusätzlichen Toxizität. Ihre Rolle wird daher in dieser Studie in Verbindung mit 5-Azacytidin und Valproinsäure untersucht.