Badanie biomarkerów PDR001 w połączeniu z MCS110 w raku żołądka

<Tło>

1. Aktualny stan możliwości leczenia zaawansowanego raka żołądka.

2. Aktualny stan rozwoju immunoterapii raka żołądka

   • Wykorzystanie układu odpornościowego do walki z komórkami nowotworowymi jest jedną z najważniejszych strategii opracowywania nowych leków na prawie wszystkie rodzaje guzów litych, w tym raka żołądka.
   • W raku żołądka z ekspresją PD L1 skuteczność przeciwnowotworową wykazuje monoterapia przeciwciałami anty-PD1 (pembrolizumab). (Bang YJ i in. 2015)
   • Przeciwciało anty-PDL1 (Avelumab) stosowane w leczeniu podtrzymującym pierwszego lub drugiego rzutu nieselekcjonowanego biomarkera raka żołądka również wykazuje obiecującą skuteczność przeciwnowotworową (Chung HC et al. ECCO/ESMO 2015, Oh DY i in. ASCO GI 2016)
   • Trwa wiele badań klinicznych z użyciem środków immunoonkologicznych (IO) w leczeniu pierwszego rzutu, drugiego rzutu, trzeciego rzutu i leczeniu opornym na leczenie. Stosuje się kilka strategii, tj. monoterapię IO w populacji z wybranymi biomarkerami, kombinację IO+IO, chemioterapię IO+cytotoksyczną oraz IO+inne środki celowane w celu poprawy skuteczności wykorzystania układu odpornościowego.
   • Nadal nie znamy dokładnego biomarkera dla tych czynników IO w raku żołądka. Nie wszyscy pacjenci odnoszą korzyści z tych środków.

3. Znaczenie mikrośrodowiska guza

   • Z punktu widzenia immunoterapii, dla skutecznej immunoterapii należy wziąć pod uwagę mikrośrodowisko guza (TME).
   • W TME istnieje wiele składników działających na odporność przeciwnowotworową i immunosupresję wewnątrz guza. (Pitt JM i in. 2016)
   • Najważniejszą i bezpośrednią kontrolę nad komórkami nowotworowymi sprawuje komórka pomocnicza CD4+ T i cytotoksyczny limfocyt T CD8+ (CTL). Odpowiedź Th1, charakteryzująca się wytwarzaniem IFN-ɣ, TNF-α, IL-2 przez limfocyty T, jest uważana za podzbiór niezbędny do odrzucenia nowotworu. Jednak odpowiedź Th1 przyczynia się również do ucieczki guza poprzez ekspresję hamujących cząsteczek punktu kontrolnego PDL1 za pośrednictwem IFN-ɣ lub poprzez selekcję opornych klonów poprzez immunoedycję guza.
   • Długotrwała ekspozycja na antygen nowotworowy indukuje limfocyty Th1 i inne limfocyty T, które nie mają typowego fenotypu wielofunkcyjnego i wykazują ekspresję receptorów hamujących, takich jak PDL1. LAG-3 i TIM-3.
   • Inne podzbiory limfocytów T CD4+ hamują przeciwnowotworowe odpowiedzi immunologiczne. Przykładem jest CD4+Treg. Treg hamują aktywność przeciwnowotworową CTL i komórek NK bezpośrednio lub pośrednio przez APC. Oprócz Treg, komórki Th2 mogą również blokować odrzucenie nowotworu wywołane komórkami T.
   • TME może również bezpośrednio upośledzać proliferację komórek T wewnątrz guza, działając jako kolejny mechanizm unikania przez guz nadzoru immunologicznego. Przykładem jest produkcja IDO w ramach TME. IDO wytwarzane przez komórki mieloidalne i komórki nowotworowe katabolizuje tryptofan w celu wytworzenia kinureniny, która razem promuje konwersję naiwnych komórek T do Treg, hamuje przeprogramowanie Treg do potencjalnie przeciwnowotworowych komórek Th i zwiększa funkcje MDSC poprzez regulację w górę ekspresji IL-6.

4. Rola spolaryzowanych makrofagów w TME

   • Makrofagi są jednym z głównych składników TME, są rekrutowane przez chemokiny, takie jak M-CSF i ligand motywu chemokiny C-C 2, i są wytwarzane głównie przez komórki nowotworowe (Wiktor-Jędrzejczak W, et al. 1996)
   • Makrofagi to dynamiczne komórki, które mogą wyrażać różne programy funkcjonalne w odpowiedzi na sygnały mikrośrodowiska (Mantovani A i in. 2004)
   • Bodźce bakteryjne, IFN-ɣ i GM-CSF promują prozapalny fenotyp spolaryzowany M1, podczas gdy M-CSF, IL-4 i IL-13 sprzyjają wytwarzaniu receptora b-folianowego dodatniego, wytwarzającego IL-10, immunosupresyjnego, spolaryzowanego M2 makrofagi. (Murray PJ i in. 2011). Makrofagi M1 wzmacniają również odpowiedzi TH1, zapewniając dodatnią pętlę sprzężenia zwrotnego w odpowiedzi przeciwnowotworowej.
   • Makrofagi, które infiltrują tkanki nowotworowe, zwane również makrofagami związanymi z nowotworem (TAM), mogą być napędzane przez cytokiny pochodzące z guza i komórek T, aby uzyskać taki spolaryzowany fenotyp i odgrywają kluczową rolę w obalaniu odporności nabytej i w obwodach zapalnych które sprzyjają wzrostowi i progresji nowotworu. (Mantovani A i in. 2002)
   • W pełni spolaryzowane makrofagi M1 i M2 są skrajnościami kontinuum stanów funkcjonalnych; w przeciwieństwie do tej binarnej definicji M1/M2 istnieje kilka innych odrębnych populacji, które mają wspólne cechy obu typów. Ojalvo LS i in. 2009)
   • Makrofagi spolaryzowane M2 promują progresję guza i przerzuty poprzez aktywację obwodów, które regulują wzrost guza, odporność nabytą, tworzenie zrębu i angiogenezę i mogą być stosowane jako wskaźniki prognostyczne. (Balkwill F. i in. 2001)

5. Rola spolaryzowanych makrofagów w raku żołądka

   • W raku żołądka naciek spolaryzowanych TAM jest niezależnym czynnikiem prognostycznym. (Zhang i in. 2015)
   • Liczba makrofagów otrzewnej z fenotypem M2 (CD68+CD163+ lub CD68+CD204+) była istotnie wyższa u chorych na raka żołądka z rozsiewem do otrzewnej niż u chorych bez rozsiewu do otrzewnej. (Yamaguchi i in. 2015)
   • Potwierdzono wyższą ekspresję informacyjnego RNA związanego z M2 (IL-10, VEGF-A, VEGF-C, MMP-1, amfiregulina), niższą ekspresję informacyjnego RNA związanego z M1 (TNF-am CD80, CD86, IL-12p40) w TAM raka żołądka.
   • Co ciekawe, współhodowla makrofagów z komórkami raka żołądka przekształciła fenotyp M1 w fenotyp M2. Ponadto współistnienie komórek MKN45 z makrofagami M2 skutkowało proliferacją komórek nowotworowych i przyspieszeniem wzrostu guza w modelu heteroprzeszczepu.
   • W naszym szpitalu badaliśmy prognostyczne znaczenie TAM w raku żołądka o wysokim MSI przy użyciu IHC. (Kim i wsp. 2015) CD68 i CD163 zastosowano odpowiednio jako markery dla wszystkich naciekających makrofagów i makrofagów spolaryzowanych M2. Gęstość TAM CD68+ lub CD163+ w czterech różnych obszarach (kompartmenty nabłonkowe i zrębowe zarówno centrum guza, jak i frontu inwazyjnego) analizowano w 143 przypadkach zaawansowanego raka żołądka o wysokim MSI.

   W wieloczynnikowej analizie przeżycia TAM CD163 + w czterech połączonych obszarach, przedziałach zrębowych i nabłonkowych zarówno centrum guza, jak i frontu inwazyjnego były niezależnym wskaźnikiem prognostycznym w rakach żołądka o wysokim MSI.

   • Zgłoszono również, że spolaryzowany CD163 + TAM jest związany ze zwiększoną angiogenezą i ekspresją CXCL12 w raku żołądka (Park i wsp. 2015)
   • Badaliśmy rolę cytokin i czynników angiogennych w raku żołądka (Ock i wsp. 2015, Ock i wsp. 2016). Wysokie stężenie M-CSF w surowicy wiąże się ze złymi przeżyciami u pacjentów z rakiem żołądka, którzy otrzymywali standardową chemioterapię pierwszego rzutu.

6. Potencjał połączenia inhibitora PD1 i inhibitora CSF-1

   • Blokada czynnika stymulującego kolonie-1 (CSF-1) ogranicza naciek makrofagów i poprawia odpowiedź raków sutka na chemioterapię. (Ruffell B i in. Komórka Rakowa 2014)
   • W modelu czerniaka z mutacją BRAF inhibitor CSF1R (PLX3397) zmniejszał rekrutację makrofagów podobnych do CD11bC Gr1lo i CD11bC Gr1int M2, ale towarzyszyło temu nagromadzenie komórek CD11bC Gr1hi. Ekspresja PDL1 na pozostałych komórkach mieloidalnych potencjalnie osłabiła skuteczność przeciwnowotworową inhibitora BRAF (PLX3397) i kombinacji PLX4720, ponieważ blokada osi PD1/PDL1 poprawiła wynik. (Ngiow SF i in. 2015)
   • W modelu raka trzustki hamowanie sygnalizacji przez receptor mieloidalnego czynnika wzrostu CSF1R może funkcjonalnie przeprogramować odpowiedzi makrofagów, które poprawiają prezentację antygenu i produktywne odpowiedzi przeciwnowotworowe komórek T. (Zhu Y i wsp. 2014) Jednak blokada CSF1R zwiększyła również regulację cząsteczek punktu kontrolnego komórek T, w tym PDL1 i CTLA4, ograniczając w ten sposób korzystne efekty terapeutyczne.
   • W tych przypadkach połączenie blokady CSF1R i inhibitora PD1 lub CTLA4 silnie zmniejszało progresję nowotworu.

<Projekt i plan badania> Każda przerwa w dawkowaniu będzie wynosić 3 tygodnie.

1. Przed podaniem pierwszej dawki MCS110 zostanie wykonana pierwsza biopsja świeżego guza.
2. Po pierwszej dawce monoterapii MCS110 zostanie wykonana druga biopsja świeżego guza
3. Następnie zostanie zainicjowana kombinacja MCS110 z PDR001.
4. Po pierwszej dawce kombinacji MCS110/PDR001 zostanie wykonana trzecia świeża biopsja guza.
5. Następnie kombinacja MCS110/PDR001 będzie dostarczana pacjentom do czasu progresji choroby, nietolerowanej toksyczności lub wycofania zgody pacjenta.
6. W czasie progresji choroby, jeśli to możliwe, zostanie pobrana świeża tkanka nowotworowa (opcjonalnie).
7. W każdym punkcie czasowym biopsji guza towarzyszyć będzie pobieranie krwi.
8. Ocena odpowiedzi guza będzie przeprowadzana co 2 cykle leczenia skojarzonego MCS110/PDR001.

Badania translacyjne, które zostaną przeprowadzone. Opis zmian biomarkerów będzie głównym celem tego badania biomarkerów. Dlatego badania translacyjne są głównym przedmiotem zainteresowania niniejszego opracowania.

Kandydatami na biomarkery są poniższe, które zostały przyjęte z badania klinicznego MCS110Z2102. Jednak dokładne elementy do analizy zostaną wybrane na podstawie ilości tkanki nowotworowej i rozwoju nauki w okresie studiów. Główny nacisk zostanie położony na PDL1, TAM, TIL.