Studio sui biomarcatori di PDR001 in combinazione con MCS110 nel cancro gastrico

<Sfondo>

1. Stato attuale delle opzioni terapeutiche nel carcinoma gastrico avanzato.

2. Stato attuale dello sviluppo dell'immunoterapia nel cancro gastrico

   • Sfruttare il sistema immunitario per combattere le cellule tumorali è una delle strategie più importanti nello sviluppo di nuovi farmaci in quasi tutti i tipi di tumore solido, incluso il cancro gastrico.
   • Nel carcinoma gastrico che esprime PD L1, la monoterapia con anticorpi anti-PD1 (pembrolizumab) mostra l'efficacia antitumorale. (Bang YJ et al.2015)
   • Anche l'anticorpo anti-PDL1 (Avelumab) utilizzato nell'impostazione di mantenimento di prima linea o nell'impostazione di 2a linea del carcinoma gastrico non selezionato con biomarcatore mostra una promettente efficacia antitumorale (Chung HC et al. ECCO/ESMO 2015, Oh DY et al. ASCO GI 2016)
   • Sono in corso molti studi clinici che utilizzano agenti di immuno-oncologia (IO) in ambito di 1a linea, 2a linea, 3a linea e refrattario. Vengono utilizzate diverse strategie, ovvero la monoterapia IO nella popolazione selezionata con biomarcatori, la combinazione IO + IO, la chemioterapia citotossica IO e IO + altri agenti mirati per migliorare l'efficacia dello sfruttamento del sistema immunitario.
   • Tuttavia, non conosciamo l'esatto biomarcatore di questi agenti IO nel cancro gastrico. Non tutti i pazienti ottengono il beneficio con questi agenti.

3. L'importanza del microambiente tumorale

   • Dal punto di vista dell'immunoterapia, il microambiente tumorale (TME) dovrebbe essere considerato per il successo dell'immunoterapia.
   • Nella TME esistono molti componenti che lavorano per l'immunità antitumorale e l'immunosoppressione intratumorale. (Pitt JM et al. 2016)
   • Il controllo più cruciale e diretto delle cellule tumorali viene eseguito dalle cellule T helper CD4+ e dai linfociti T citotossici CD8+ (CTL). La risposta Th1, caratterizzata dalla produzione di cellule T di IFN-ɣ, TNF-α, IL-2 è considerata il sottogruppo essenziale per il rigetto del tumore. Tuttavia, la risposta Th1 contribuisce anche alla fuga del tumore tramite l'espressione mediata da IFN-ɣ delle molecole del checkpoint inibitorio PDL1 o tramite la selezione di cloni resistenti attraverso l'immunoediting del tumore.
   • L'esposizione a lungo termine all'antigene tumorale induce cellule Th1 e altre cellule T prive del tipico fenotipo polifunzionale e che esprimono recettori inibitori come PDL1. LAG-3 e TIM-3.
   • Altri sottoinsiemi di cellule T CD4+ inibiscono le risposte immunitarie antitumorali. CD4+Tregs è l'esempio. Le Treg inibiscono l'attività antitumorale dei CTL e delle cellule NK direttamente o indirettamente tramite APC. Oltre alle Treg, anche le cellule Th2 possono bloccare il rigetto tumorale indotto dalle cellule T.
   • La TME può anche compromettere direttamente la proliferazione delle cellule T intratumorali, agendo come un altro meccanismo per l'evasione del tumore dalla sorveglianza immunitaria. La produzione di IDO all'interno della TME ne è l'esempio. L'IDO prodotto dalle cellule mieloidi e dalle cellule tumorali catabolizza il triptofano per generare chinurenina, che insieme promuove la conversione delle cellule T naïve in Treg, l'inibizione della riprogrammazione delle Treg in cellule Th potenzialmente antitumorali e aumenta le funzioni delle MDSC attraverso la sovraregolazione dell'espressione di IL-6.

4. Il ruolo dei macrofagi polarizzati nella TME

   • I macrofagi sono uno dei componenti principali del TME, sono reclutati da chemochine come M-CSF e ligando 2 del motivo C-C delle chemochine e sono prodotti principalmente da cellule tumorali (Wiktor-Jedrzejczak W, et al. 1996)
   • I macrofagi sono cellule dinamiche che possono esprimere diversi programmi funzionali in risposta a segnali microambientali (Mantovani A, et al. 2004)
   • Stimoli batterici, IFN-ɣ e GM-CSF promuovono un fenotipo proinfiammatorio polarizzato M1, mentre M-CSF, IL-4 e IL-13 favoriscono la generazione del recettore del folato b positivo, produttore di IL-10, immunosoppressivo, polarizzato M2 macrofagi. (Murray PJ, et al. 2011). I macrofagi M1 amplificano anche le risposte TH1, fornendo un ciclo di feedback positivo nella risposta antitumorale.
   • I macrofagi che si infiltrano nei tessuti tumorali, chiamati anche macrofagi associati al tumore (TAM), possono essere guidati da citochine derivate dal tumore e dalle cellule T per acquisire un tale fenotipo polarizzato e hanno un ruolo chiave nella sovversione dell'immunità adattativa e nei circuiti infiammatori che promuovono la crescita e la progressione del tumore. (Mantovani A, et al. 2002)
   • I macrofagi M1 e M2 completamente polarizzati sono gli estremi di un continuum di stati funzionali; in contrasto con questa definizione binaria M1/M2, ci sono molte altre popolazioni distinte che condividono le caratteristiche di entrambi i tipi.( Ojalvo LS, et al. 2009)
   • I macrofagi polarizzati M2 promuovono la progressione e la metastasi del tumore attivando circuiti che regolano la crescita del tumore, l'immunità adattativa, la formazione di stroma e l'angiogenesi e possono essere utilizzati come indicatori prognostici. (Balkwill F, et al. 2001)

5. Il ruolo dei macrofagi polarizzati nel cancro gastrico

   • Nel cancro gastrico, l'infiltrazione di TAM polarizzati è un fattore prognostico indipendente. (Zhang, et al. 2015)
   • Il numero di macrofagi peritoneali con fenotipo M2 (CD68+CD163+ o CD68+CD204+) era significativamente più alto nei pazienti con carcinoma gastrico con disseminazione peritoneale rispetto a quelli senza disseminazione peritoneale. (Yamaguchi et al. 2015)
   • Sono state confermate una maggiore espressione di RNA messaggero correlato a M2 (IL-10, VEGF-A, VEGF-C, MMP-1, amphiregulin), un'espressione inferiore di RNA messaggero correlato a M1 (TNF-am CD80, CD86, IL-12p40) nel TAM del cancro gastrico.
   • È interessante notare che la co-coltura di macrofagi con cellule tumorali gastriche ha convertito il fenotipo M1 in fenotipo M2. Inoltre, la coesistenza di cellule MKN45 con macrofagi M2 ha provocato la proliferazione delle cellule tumorali e un'accelerazione della crescita tumorale nel modello di xenotrapianto.
   • Nel nostro ospedale, abbiamo studiato il significato prognostico del TAM nei tumori gastrici ad alto contenuto di MSI utilizzando l'IHC. (Kim et al. 2015) CD68 e CD163 sono stati usati rispettivamente come marcatori per macrofagi infiltranti totali e macrofagi polarizzati M2. La densità dei TAM CD68+ o CD163+ in quattro diverse aree (compartimenti epiteliali e stromali sia del centro del tumore che del fronte invasivo) è stata analizzata in 143 casi di tumori gastrici avanzati con MSI elevato.

   Nell'analisi di sopravvivenza multivariata, i TAM CD163+ in quattro aree combinate, compartimenti stromali ed epiteliali sia del centro del tumore che del fronte invasivo erano indicatori prognostici indipendenti nei tumori gastrici con MSI elevato.

   • È stato anche riportato che il TAM polarizzato CD163+ è associato a un aumento dell'angiogenesi e dell'espressione di CXCL12 nel carcinoma gastrico (Park et al. 2015)
   • Abbiamo studiato il ruolo delle citochine e dei fattori angiogenici nel cancro gastrico (Ock et al. 2015, Ock et al. 2016). Un livello sierico elevato di M-CSF è associato a scarso esito di sopravvivenza nei pazienti con carcinoma gastrico che hanno ricevuto chemioterapia standard di prima linea.

6. Potenziale di combinazione di inibitore PD1 e inibitore CSF-1

   • Il blocco del fattore 1 stimolante le colonie (CSF-1) limita l'infiltrazione dei macrofagi e migliora la risposta dei carcinomi mammari alla chemioterapia. ( Ruffell B et al. Cellula tumorale 2014)
   • Nel modello di melanoma mutante BRAF, l'inibitore CSF1R (PLX3397) ha ridotto il reclutamento di macrofagi simili a CD11bC Gr1lo e CD11bC Gr1int M2, ma questo è stato accompagnato da un accumulo di cellule CD11bC Gr1hi. L'espressione di PDL1 sulle cellule mieloidi rimanenti ha potenzialmente smorzato l'efficacia antitumorale dell'inibitore BRAF (PLX3397) e PLX4720 in combinazione, poiché il blocco dell'asse PD1/PDL1 ha migliorato l'esito. (Ngiow SF et al. 2015)
   • Nel modello di cancro al pancreas, l'inibizione della segnalazione da parte del recettore del fattore di crescita mieloide CSF1R può riprogrammare funzionalmente le risposte dei macrofagi che migliorano la presentazione dell'antigene e le risposte produttive delle cellule T antitumorali. (Zhu Y et al. 2014) Tuttavia, il blocco CSF1R ha anche sovraregolato le molecole del checkpoint delle cellule T, tra cui PDL1 e CTLA4, limitando così gli effetti terapeutici benefici.
   • In questi casi, la combinazione di blocco CSF1R e inibitore PD1 o CTLA4 ha ridotto notevolmente la progressione del tumore.

<Progetto e piano dello studio> Ciascun intervallo tra le somministrazioni sarà di 3 settimane.

1. Prima della prima somministrazione di MCS110, verrà eseguita la prima biopsia del tumore fresco.
2. Dopo la prima somministrazione della monoterapia con MCS110, verrà eseguita la seconda biopsia del tumore fresco
3. Quindi, verrà avviata la combinazione di MCS110 con PDR001.
4. Dopo la prima somministrazione della combinazione MCS110/PDR001, verrà eseguita la terza biopsia del tumore fresco.
5. Successivamente, la combinazione MCS110/PDR001 verrà consegnata ai pazienti fino a progressione della malattia, tossicità intollerabile o revoca del consenso del paziente.
6. Al momento della progressione della malattia, se possibile, verrà prelevato tessuto tumorale fresco (facoltativo).
7. In ogni punto temporale della biopsia tumorale, il prelievo di sangue sarà accompagnato.
8. La valutazione della risposta del tumore verrà effettuata ogni 2 cicli di trattamento combinato MCS110/PDR001.

Ricerca traslazionale che verrà eseguita. La descrizione dei cambiamenti dei biomarcatori sarà lo scopo principale di questo studio sui biomarcatori. Pertanto, la ricerca traslazionale è l'interesse principale di questo studio.

I biomarcatori candidati sono i seguenti, adottati dalla sperimentazione clinica MCS110Z2102. Tuttavia, gli elementi di analisi esatti saranno scelti in base alla quantità di tessuto tumorale e allo sviluppo della scienza durante il periodo di studio. Il focus principale sarà su PDL1, TAM, TIL.