Estudio de fase I de búsqueda de dosis y prueba de concepto de panobinostat con citarabina y daunorrubicina en dosis estándar para la leucemia mieloide aguda o el síndrome mielodisplásico avanzado no tratados

En los Estados Unidos, la incidencia de leucemia mieloide aguda (LMA) es de aproximadamente 3,5 casos por 100 000 personas por año. Aproximadamente 13.000 personas fueron diagnosticadas con LMA en 2009 y 9.000 murieron a causa de la enfermedad, lo que convierte a la LMA en la sexta causa principal de muerte por cáncer. En las últimas tres décadas, la supervivencia de la AML ha mejorado para pacientes más jóvenes con tasas de supervivencia a 5 años de más del 60 % para adultos menores de 45 años, probablemente debido a mejoras en la quimioterapia de inducción y consolidación, trasplante alogénico de células madre hematopoyéticas (HSCT) y atención de apoyo. La terapia posterior a la remisión con regímenes basados ​​en dosis altas de citarabina después de la inducción basada en citarabina y antraciclina ha mejorado la supervivencia general y libre de enfermedad a expensas de una mayor mortalidad relacionada con el tratamiento, lo que limita su uso en muchos pacientes mayores y aquellos con comorbilidades significativas. Aunque el HSCT alogénico sigue siendo el estándar de atención para los pacientes con LMA de bajo riesgo o enfermedad recidivante, la edad avanzada, las comorbilidades y la disponibilidad de donantes impiden esta opción para una gran cantidad de pacientes, lo que hace que la mejora en la tolerabilidad y la eficacia de la terapia de inducción sea un objetivo importante.

Más de la mitad de los pacientes con AML recién diagnosticados tienen más de 65 años y un tercio tiene más de 75 años. A diferencia de los pacientes más jóvenes, el pronóstico de los pacientes de edad avanzada con AML sigue siendo sombrío, con tasas de supervivencia a cinco años de menos del 10 % para los pacientes mayores de 65 años. Durante los últimos treinta años, la terapia de inducción con citarabina en dosis estándar con una antraciclina se ha mantenido como el estándar de atención para los pacientes de edad avanzada con LMA. En los ancianos, las tasas de respuesta completa a la quimioterapia de inducción son inferiores a las de los pacientes más jóvenes, entre un 40 y un 60 %, con una mediana de supervivencia cercana a los 12 meses. Las nuevas estrategias que utilizan agentes novedosos para aumentar la sensibilidad de los precursores mieloides malignos a la quimioterapia de inducción estándar pueden mejorar la respuesta completa y las tasas de recaída sin aumentar la mortalidad relacionada con el tratamiento.

Síndromes mielodisplásicos (SMD)

Los síndromes mielodisplásicos son neoplasias de células progenitoras hematopoyéticas caracterizadas por hematopoyesis ineficaz y mayor riesgo de transformación a AML. Clínicamente, los pacientes desarrollan síntomas relacionados con citopenias, típicamente anemia progresiva con o sin trombocitopenia o neutropenia que no está relacionada con una causa reversible definida, como una deficiencia nutricional. Histológicamente, MDS se sugiere por la presencia de displasia en >10% de las células en uno o más linajes mieloides en la evaluación de la médula ósea. Las anomalías citogenéticas características también ayudan a hacer el diagnóstico de SMD.

La incidencia de MDS en los EE. UU. se ha estimado en 3,4 casos por cada 100 000 personas por año y la incidencia aumenta 10 veces en personas mayores de 70 años. Los factores de riesgo para el desarrollo de MDS incluyen edad avanzada, sexo masculino y exposición previa a quimioterapia o radioterapia que dañan el ADN, generalmente para el tratamiento de otras neoplasias malignas. Como grupo, los pacientes con SMD avanzado y aquellos con SMD que progresan a LMA tienen una enfermedad resistente al tratamiento con tasas de respuesta bajas y duraciones cortas de respuesta después de la terapia de inducción.

El Sistema Internacional de Puntuación de Pronóstico (IPSS) para SMD primario asigna cuatro categorías de riesgo de SMD (Bajo, INT-1, INT-2, Alto) en función del porcentaje de mieloblastos de la médula ósea, anomalías citogenéticas específicas y número de citopenias para estimar la supervivencia y el riesgo de transformación a LMA. Los pacientes con SMD de riesgo bajo e INT-1 tienen una mediana de supervivencia de 5,7 y 3,3 años, respectivamente, en ausencia de terapia. A los pacientes con SMD avanzados en los grupos de riesgo INT-2 y Alto del IPSS les va mucho peor, con una mediana de supervivencia de 1,1 y 0,4 años, respectivamente. INT-2 y MDS de alto riesgo también se asocia con un mayor riesgo de transformación a AML. Además, los precursores hematopoyéticos de pacientes con SMD avanzado expresan con mayor frecuencia la glicoproteína P producto del gen de resistencia a múltiples fármacos (MDR1), lo que posiblemente explique las bajas tasas de respuesta y la corta duración de las respuestas en este grupo después de las terapias de inducción convencionales. Un ensayo de fase III del inhibidor de la glicoproteína P valspodar en combinación con mitoxantrona, etopósido y citarabina en LMA recidivante o refractaria y SMD de alto riesgo no logró mostrar mejores resultados con la inhibición de la glicoproteína P. Como tal, se necesitan nuevas estrategias terapéuticas para superar la resistencia intrínseca a la quimioterapia que se observa en los SMD avanzados para mejorar la quimioterapia de inducción como terapia primaria y como puente para el trasplante alogénico de células hematopoyéticas.

Dada la supervivencia relativamente larga y la baja tasa de progresión a AML observada en pacientes con enfermedad de riesgo IPSS Low e INT-1, el trasplante alogénico generalmente se reserva para aquellos que fallan en el tratamiento conservador con agentes estimulantes de la eritropoyesis, G-CSF, agentes hipometilantes como la azacitidina. o decitabina, lenalidomida o terapia inmunosupresora. Para los pacientes de 60 años o menos con SMD avanzado (INT-2, alto), el trasplante alogénico de células hematopoyéticas es la terapia más adecuada, ya que prolonga la esperanza de vida. Debido a la edad avanzada y las comorbilidades significativas, el trasplante hematopoyético alogénico no es una modalidad de tratamiento adecuada para un gran número de pacientes con SMD avanzado. Además, los donantes de células madre no están disponibles para todos los pacientes. Para los pacientes con síndrome mielodisplásico avanzado, los agentes hipometilantes o la inscripción en ensayos clínicos son opciones de tratamiento adecuadas dados los malos resultados en esta población de pacientes. Un ensayo aleatorizado, abierto de fase III de azacitidina versus regímenes de atención convencionales en SMD avanzado mostró una supervivencia general superior para los pacientes tratados con azacitidina (24,5 versus 15,0 meses, HR 0,58; IC del 95 %: 0,43 a 0,77). Aunque la decitabina tiene actividad en los SMD, hasta la fecha no se ha demostrado que prolongue la supervivencia en los SMD avanzados. En un estudio de fase III que comparó la decitabina con la atención de apoyo, la decitabina mostró una tasa de respuesta superior y retrasó el tiempo hasta el desarrollo de AML.

Antraciclinas en la terapia de AML

Los agentes de quimioterapia de antraciclina (daunorrubicina, idarrubicina, mitoxantrona) son muy activos en la AML y son una parte esencial de la terapia de inducción inicial en aquellos aptos para la quimioterapia intensiva. Aún se está determinando la dosis óptima de antraciclina para maximizar la respuesta y la supervivencia mientras se preserva la seguridad. Para daunorrubicina, un estudio aleatorizado de fase III de pacientes más jóvenes de 17 a 60 años con LMA demostró que la dosis estándar de citarabina 100 mg/m2 al día durante 7 días en combinación con daunorrubicina 90 mg/m2 al día durante 3 días fue superior a la daunorrubicina 45 mg/ m2 diarios durante 3 días con mejores tasas de remisión completa (70,6 % frente a 57,3 %, p<0,001) y mediana de supervivencia global (23,7 frente a 15,7 meses, p=0,003). La toxicidad no fue significativamente diferente entre los dos grupos. Un estudio de Fase III similar en pacientes con LMA de 60 años o más comparó daunorrubicina 45 mg/m2 con 90 mg/m2 durante 3 días en combinación con citarabina 200 mg/m2 al día durante 7 días. Aunque la tasa de remisión completa fue mayor en los pacientes que recibieron la dosis de daunorrubicina de 90 mg/m2 (64 % frente a 54 %, p = 0,002), no se observaron diferencias en la supervivencia. En particular, los pacientes de 60 a 65 años que recibieron dosis más altas de daunorrubicina tuvieron tasas de remisión completa, supervivencia libre de eventos y supervivencia general superiores. Hasta la fecha, no se han publicado comparaciones directas de daunorrubicina a 60 mg/m2 versus 90 mg/m2.

Histona desacetilasas y sus inhibidores en AML y MDS

Los inhibidores de HDAC han mostrado actividad en ensayos de monoterapia de Fase I para AML y SMD avanzados. Un ensayo de fase I de panobinostat como monoterapia principalmente en AML produjo respuestas hematológicas transitorias con reducción en los recuentos de blastos en sangre periférica en 8 de 11 pacientes de acuerdo con la actividad in vitro documentada del fármaco. Las principales toxicidades incluyeron náuseas, diarrea, hipopotasemia, anorexia, trombocitopenia y prolongación reversible del QTcF. También se han observado respuestas similares con respuestas completas raras con los inhibidores de HDAC romidepsina y MGCD0103 en AML y MDS.

Sinergia entre inhibidores de HDAC y antraciclinas

Como monoterapia, es poco probable que los inhibidores de HDAC afecten el tratamiento de la LMA y los SMD avanzados, aunque existe una sólida justificación biológica para el uso de estos agentes en terapias combinadas. Al inhibir la desacetilación de histonas, los inhibidores de HDAC generan una estructura de cromatina más abierta y más susceptible a los efectos dañinos del ADN de los agentes quimioterapéuticos de antraciclina, en algunos casos cuando se administran 48 horas después del inhibidor de HDAC. In vitro, los inhibidores de HDAC potencian los efectos citotóxicos de las antraciclinas en líneas celulares de leucemia. Panobinostat, específicamente, actúa de forma sinérgica con la antraciclina doxorrubicina para inducir daños en el ADN, aumentar la acetilación de histonas y activar la muerte celular programada en líneas celulares de AML y células primarias de AML. Se prevé que la administración de la antraciclina daunorrubicina con panobinostat sea sinérgica in vivo y puede mejorar la respuesta completa y las tasas de recaída de la LMA.

La secuenciación adecuada de los inhibidores de HDAC con antraciclinas probablemente sea importante para el éxito de estas combinaciones. El pretratamiento con inhibidores de HDAC antes de la exposición a la antraciclina también puede proporcionar efectos sinérgicos al aumentar la exposición del ADN nuclear a la antraciclina. En células de cáncer de mama MCF-7 cultivadas, el tratamiento con el inhibidor de HDAC vorinostat conduce a la descondensación de la cromatina, que es máxima después de 48 horas de tratamiento con inhibidor de HDAC. En este sistema, la coadministración de vorinostat y epirrubicina no condujo a un aumento de la apoptosis, mientras que la preincubación de 48 horas con vorinostat condujo a aumentos sinérgicos en la apoptosis asociados con una mayor acumulación nuclear de epirrubicina y un mayor daño en el ADN. En la AML, los efectos epigenéticos máximos también parecen ocurrir aproximadamente 48 horas después de la exposición al inhibidor de HDAC.

Actividad anticancerígena de los inhibidores de DAC

Las alteraciones en la estructura de los cromosomas juegan un papel crítico en el control de la transcripción de genes. Estas alteraciones epigenéticas incluyen la modificación de histonas y otras proteínas por acetilación y/o fosforilación. Normalmente, estas modificaciones están finamente equilibradas y son muy reversibles en los tejidos normales, pero pueden estar desequilibradas y ser hereditarias en las células tumorales. Los inhibidores de DAC aumentan la acetilación de histonas, modulando así la expresión de un subconjunto de genes de manera coordinada. Varios genes supresores de tumores asociados con el fenotipo maligno son reprimidos por mecanismos epigenéticos en cánceres esporádicos. Por lo tanto, la terapia con inhibidores de DAC puede alterar el fenotipo del tumor e inhibir el crecimiento de dichos tumores.

Múltiples características del cáncer están reguladas por la acetilación/desacetilación:

• La inhibición de DAC se dirige tanto a las proteínas histonas como a las no histonas. Dirigirse al estado de acetilación de proteínas no histonas asociadas a tumores que median la proliferación puede ser el mecanismo antitumoral subyacente de los inhibidores de DAC.
• Las proteínas no histonas reguladas por acetilación incluyen α-tubulina, p53, HIF-1α y HSP90. Estas proteínas son sustratos de DAC.
• La capacidad de un solo agente para dirigirse a múltiples características moleculares de las células tumorales puede resultar en una buena eficacia contra una variedad de diferentes tipos de tumores.
• HSP90 participa en la estabilidad y degradación de proteínas; la inhibición de HSP90 afecta el recambio de proteínas en enfermedades como el mieloma múltiple y las neoplasias malignas de células B.
• El HIF-1α acetilado se degrada y ya no puede actuar como factor de crecimiento tumoral. Los inhibidores de DAC de clase II se dirigen a la histona desacetilasa (HDAC o DAC) 6, lo que da como resultado una mayor acetilación de HIF-1α y una disminución del factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF), lo que inhibe la angiogénesis.
• Tanto la acetilación como la ubiquitilación a menudo ocurren en el mismo residuo de lisina, pero estos procesos no pueden ocurrir simultáneamente. La acetilación permite una mayor estabilidad y la ubicuidad conduce a la degradación de proteínas. Por lo tanto, los DAC disminuyen la vida media de una proteína al exponer el residuo de lisina para la ubiquitilación.

Panobinostat (LBH589)

Panobinostat (LBH589) es un inhibidor de la desacetilasa (DACi) que pertenece a una clase de compuestos de ácido cinámico hidroxámico estructuralmente novedosos. Es un potente inhibidor pan-DAC de clase I/II (pan-DACi) que ha mostrado actividad antitumoral en modelos preclínicos y pacientes con cáncer. Las desacetilasas (DAC) se dirigen a los grupos de lisina en la cromatina y los factores de transcripción y varias proteínas no histonas como p53, tubulina, HSP90 y Rb. Panobinostat está formulado como una cápsula oral y una solución para inyección intravenosa (i.v.). Tanto el oral como el i.v. Las formulaciones se están investigando actualmente en estudios de Fase I y Fase II en curso en tumores sólidos avanzados y neoplasias malignas hematológicas.

La inhibición de DAC proporciona un enfoque novedoso para el tratamiento del cáncer. Las histonas son parte de las proteínas centrales de los nucleosomas, y la acetilación y desacetilación de estas proteínas juegan un papel en la regulación de la expresión génica. Las histonas desacetiladas altamente cargadas se unen fuertemente al esqueleto de fosfato del ADN, inhibiendo la transcripción, presumiblemente, al limitar el acceso de los factores de transcripción y las ARN polimerasas al ADN. La acetilación neutraliza la carga de las histonas y genera una conformación de ADN más abierta. Esta conformación permite que los factores de transcripción y los aparatos de transcripción asociados accedan al ADN, promoviendo la expresión de los genes correspondientes. Las actividades opuestas de dos grupos de enzimas, histona acetiltransferasa (HAT) y DAC controlan la cantidad de acetilación. En las células normales existe un equilibrio entre la actividad HAT y DAC que conduce a patrones de expresión génica específicos de la célula. La perturbación del equilibrio produce cambios en la expresión génica.

Varias líneas de evidencia sugieren que el reclutamiento aberrante de DAC y la modificación resultante de la estructura de la cromatina pueden desempeñar un papel en el cambio de la expresión génica observada en las células transformadas. Por ejemplo, el silenciamiento de genes supresores de tumores a nivel de cromatina es común en tumores humanos y se ha demostrado que los complejos DAC son cruciales para la actividad de las proteínas de fusión específicas de AML PLZF-RAR-α, PML-RAR-α y AML1/ETO. Se ha demostrado que los inhibidores de DAC (DACi) inducen la diferenciación, la detención del ciclo celular o la apoptosis en células tumorales cultivadas e inhiben el crecimiento de tumores en modelos animales. Además, se ha demostrado que DACi induce la expresión de p21, un mediador clave de la detención del ciclo celular en la fase G1 y la diferenciación celular.

La inhibición del crecimiento tumoral y la apoptosis en respuesta al tratamiento con DACi también pueden estar mediados por cambios en la acetilación de proteínas no histonas (p. ej., HSP90, p53, HIF-1α, α-tubulina). Por ejemplo, se ha demostrado que la proteína chaperona HSP90 está acetilada en células tratadas con DACi. La acetilación de HSP90 inhibe su capacidad para unirse a proteínas cliente recién sintetizadas, lo que impide el plegamiento y la función adecuados de la proteína cliente. En ausencia de la función HSP90, las proteínas mal plegadas se degradan en el proteasoma. Muchas proteínas que requieren la asociación con HSP90 son críticas para el crecimiento de células cancerosas, incluidas ErbB1, ErbB2, AKT, Raf, KDR y BCR-ABL. La acetilación de HSP90 en células tratadas con DACi inhibe la función de chaperona de HSP90, lo que conduce a la degradación de las proteínas cliente y, finalmente, a la muerte celular.

La posible utilidad clínica del uso de DACi en la terapia del cáncer fue sugerida por primera vez por la actividad del DACi, fenilbutirato de sodio, contra la leucemia promielocítica aguda (APL). Una paciente adolescente con APL recidivante, que ya no respondía al ácido transretinoico total (ATRA) solo, logró una remisión clínica completa después del tratamiento con una combinación de ATRA y fenilbutirato de sodio DACi.