Descoberta de dose de fase I e estudo de prova de conceito de panobinostat com dose padrão de citarabina e daunorrubicina para leucemia mielóide aguda não tratada ou síndrome mielodisplásica avançada

Nos Estados Unidos, a incidência de leucemia mielóide aguda (LMA) é de aproximadamente 3,5 casos por 100.000 pessoas por ano. Aproximadamente 13.000 pessoas foram diagnosticadas com LMA em 2009 e 9.000 morreram da doença, tornando a LMA a 6ª principal causa de morte por câncer. Nas últimas três décadas, a sobrevida da LMA melhorou para pacientes mais jovens, com taxas de sobrevida em 5 anos superiores a 60% para adultos com menos de 45 anos, provavelmente devido a melhorias na quimioterapia de indução e consolidação, transplante alogênico de células-tronco hematopoiéticas (HSCT) e cuidados de suporte. A terapia pós-remissão com altas doses de regimes à base de citarabina após a indução à base de citarabina e antraciclina melhorou a sobrevida livre de doença e a sobrevida global às custas do aumento da mortalidade relacionada ao tratamento, limitando seu uso em muitos pacientes idosos e naqueles com comorbidades significativas. Embora o TCTH alogênico continue sendo o padrão de atendimento para pacientes com LMA de baixo risco ou doença recidivante, idade avançada, comorbidades e disponibilidade de doadores impedem essa opção para um grande número de pacientes, tornando a melhora na tolerabilidade e eficácia da terapia de indução um objetivo importante.

Mais da metade dos pacientes recém-diagnosticados com LMA têm mais de 65 anos de idade e um terço tem mais de 75 anos. Ao contrário dos pacientes mais jovens, o prognóstico dos pacientes idosos com LMA ainda é sombrio, com taxas de sobrevida em cinco anos inferiores a 10% para pacientes com idade superior a 65 anos. Nos últimos trinta anos, a terapia de indução com dose padrão de citarabina com uma antraciclina permaneceu como o padrão de tratamento para pacientes idosos com LMA. Nos idosos, as taxas de resposta completa à quimioterapia de indução são menores do que pacientes mais jovens em 40 a 60%, com sobrevida média de aproximadamente 12 meses. Novas estratégias usando novos agentes para aumentar a sensibilidade dos precursores mielóides malignos à quimioterapia de indução padrão podem melhorar a resposta completa e as taxas de recaída sem aumentar a mortalidade relacionada ao tratamento.

Síndromes mielodisplásicas (SMD)

As síndromes mielodisplásicas são neoplasias de células progenitoras hematopoiéticas caracterizadas por hematopoiese ineficaz e risco aumentado de transformação para LMA. Clinicamente, os pacientes desenvolvem sintomas relacionados a citopenias, tipicamente anemia progressiva com ou sem trombocitopenia ou neutropenia que não está relacionada a uma causa reversível definida, como deficiência nutricional. Histologicamente, a SMD é sugerida pela presença de displasia em >10% das células em uma ou mais linhagens mieloides na avaliação da medula óssea. Anormalidades citogenéticas características também auxiliam no diagnóstico de SMD.

A incidência de MDS nos EUA foi estimada em 3,4 casos por 100.000 pessoas por ano, com a incidência aumentando 10 vezes em pessoas com mais de 70 anos. Os fatores de risco para o desenvolvimento de SMD incluem idade avançada, sexo masculino e exposição prévia a quimioterapia ou radioterapia que danificam o DNA, geralmente para o tratamento de outras malignidades. Como um grupo, os pacientes com MDS avançada e aqueles com MDS progredindo para LMA têm doença resistente ao tratamento com baixas taxas de resposta e curta duração de resposta após a terapia de indução.

O Sistema Internacional de Pontuação Prognóstica (IPSS) para SMD primária atribui quatro categorias de risco de SMD (Baixo, INT-1, INT-2, Alto) com base na porcentagem de mieloblastos da medula óssea, anormalidades citogenéticas específicas e número de citopenias para estimar a sobrevida e o risco de transformação para AML. Pacientes com SMD de baixo risco e INT-1 têm uma sobrevida média de 5,7 e 3,3 anos, respectivamente, na ausência de terapia. Pacientes com SMD avançada nos grupos de risco IPSS INT-2 e Alta se saem muito menos bem com sobrevida média de 1,1 e 0,4 anos, respectivamente. INT-2 e MDS de alto risco também estão associados a um maior risco de transformação para AML. Além disso, os precursores hematopoiéticos de pacientes com SMD avançada expressam com mais frequência a glicoproteína P do produto gênico multirresistência (MDR1), possivelmente explicando as baixas taxas de resposta e a curta duração das respostas nesse grupo após terapias de indução convencionais. Um estudo de Fase III do inibidor da glicoproteína-P valspodar em combinação com mitoxantrona, etoposido e citarabina em LMA recidivante ou refratária e MDS de alto risco falhou em mostrar melhores resultados com a inibição da glicoproteína-P. Como tal, novas estratégias terapêuticas para superar a resistência intrínseca à quimioterapia observada na SMD avançada são necessárias para melhorar a quimioterapia de indução como terapia primária e como uma ponte para o transplante alogênico de células hematopoiéticas.

Dada a sobrevida relativamente longa e a baixa taxa de progressão para LMA observada em pacientes com IPSS baixa e doença de risco INT-1, o transplante alogênico é normalmente reservado para aqueles que falham no tratamento conservador com agentes estimuladores da eritropoiese, G-CSF, agentes hipometilantes como azacitidina ou decitabina, lenalidomida ou terapia de supressão imunológica. Para pacientes com 60 anos de idade ou menos com SMD avançada (INT-2, Alta), o transplante alogênico de células hematopoiéticas é a terapia mais apropriada, pois prolonga a expectativa de vida. Devido à idade avançada e comorbidades significativas, o transplante hematopoiético alogênico não é uma modalidade de tratamento apropriada para um grande número de pacientes com SMD avançada. Além disso, os doadores de células-tronco não estão disponíveis para todos os pacientes. Para pacientes com SMD avançada, agentes hipometilantes ou inscrição em ensaios clínicos são opções de tratamento adequadas, dados os resultados ruins nessa população de pacientes. Um estudo randomizado de fase III aberto de azacitidina versus regimes de tratamento convencionais em SMD avançada mostrou sobrevida global superior para pacientes tratados com azacitidina (24,5 versus 15,0 meses, HR 0,58; IC 95% 0,43-0,77). Embora a decitabina tenha atividade na SMD, não foi demonstrado que ela prolongue a sobrevida na SMD avançada até o momento. Em um estudo de fase III comparando a decitabina com cuidados de suporte, a decitabina mostrou uma taxa de resposta superior e atrasou o tempo para o desenvolvimento de LMA.

Antraciclinas na terapia de LMA

Agentes quimioterápicos antraciclínicos (daunorrubicina, idarrubicina, mitoxantrona) são altamente ativos na LMA e são uma parte essencial da terapia de indução inicial naqueles aptos para quimioterapia intensiva. A dose ideal de antraciclina para maximizar a resposta e a sobrevivência, preservando a segurança, ainda está sendo determinada. Para daunorrubicina, um estudo randomizado de Fase III de pacientes mais jovens com idades entre 17 e 60 anos com LMA demonstrou que a dose padrão de citarabina 100 mg/m2 diariamente por 7 dias em combinação com daunorrubicina 90 mg/m2 diariamente por 3 dias foi superior a daunorrubicina 45 mg/ m2 diariamente por 3 dias com taxas de remissão completa melhoradas (70,6% vs. 57,3%, p<0,001) e sobrevida global mediana (23,7 vs. 15,7 meses, p=0,003). A toxicidade não foi significativamente diferente entre os dois grupos. Um estudo semelhante de Fase III em pacientes com LMA de 60 anos de idade ou mais comparou daunorrubicina 45 mg/m2 a 90 mg/m2 por 3 dias em combinação com citarabina 200 mg/m2 diariamente por 7 dias. Embora a taxa de remissão completa tenha sido maior em pacientes recebendo a dose de 90 mg/m2 de daunorrubicina (64% vs 54%, p=0,002), nenhuma diferença foi observada na sobrevida. Notavelmente, os pacientes com idades entre 60 e 65 anos que receberam doses mais altas de daunorrubicina apresentaram taxas de remissão completa superiores, sobrevida livre de eventos e sobrevida global. Até o momento, não foram publicadas comparações diretas de daunorrubicina a 60 mg/m2 versus 90 mg/m2.

Histonas desacetilases e seus inibidores na LMA e SMD

Os inibidores de HDAC mostraram atividade em ensaios de monoterapia de Fase I para AML e MDS avançada. Um estudo de Fase I de panobinostat como monoterapia principalmente na LMA produziu respostas hematológicas transitórias com redução na contagem de blastos no sangue periférico em 8 de 11 pacientes, consistente com a atividade in vitro documentada da droga. As principais toxicidades incluíram náusea, diarreia, hipocalemia, anorexia, trombocitopenia e prolongamento reversível do intervalo QTcF. Respostas semelhantes com respostas completas raras também foram observadas com os inibidores de HDAC romidepsina e MGCD0103 em AML e MDS.

Sinergia entre inibidores de HDAC e antraciclinas

Como monoterapia, é improvável que os inibidores de HDAC tenham impacto no tratamento de LMA e SMD avançada, embora haja uma forte justificativa biológica para o uso desses agentes em terapias combinadas. Ao inibir a desacetilação de histonas, os inibidores de HDAC geram uma estrutura de cromatina mais aberta, mais suscetível aos efeitos prejudiciais ao DNA dos agentes quimioterápicos de antraciclina, em alguns casos, quando administrados 48 horas após o inibidor de HDAC. In vitro, os inibidores de HDAC potencializam os efeitos citotóxicos das antraciclinas em linhas celulares de leucemia. Panobinostat, especificamente, atua sinergicamente com a antraciclina doxorrubicina para induzir danos ao DNA, aumentar a acetilação de histonas e ativar a morte celular programada em linhagens de células AML e células primárias de AML. Prevê-se que a administração da antraciclina daunorrubicina com panobinostat seja sinérgica in vivo e possa melhorar a resposta completa e as taxas de recaída para AML.

O sequenciamento adequado de inibidores de HDAC com antraciclinas provavelmente será importante para o sucesso dessas combinações. O pré-tratamento com inibidores de HDAC antes da exposição à antraciclina também pode fornecer efeitos sinérgicos ao aumentar a exposição do DNA nuclear à antraciclina. Em células de câncer de mama MCF-7 cultivadas, o tratamento com o inibidor de HDAC vorinostat leva à descondensação da cromatina que é máxima após 48 horas de tratamento com inibidor de HDAC. Neste sistema, a coadministração de vorinostat e epirrubicina não levou ao aumento da apoptose, enquanto a pré-incubação de 48 horas com vorinostat levou a aumentos sinérgicos na apoptose associados ao aumento do acúmulo nuclear de epirrubicina e aumento do dano ao DNA. Na LMA, os efeitos epigenéticos máximos também parecem ocorrer cerca de 48 horas após a exposição ao inibidor de HDAC.

Atividade anticâncer de inibidores de DAC

Alterações na estrutura cromossômica desempenham papéis críticos no controle da transcrição gênica. Estas alterações epigenéticas incluem modificação de histonas e outras proteínas por acetilação e/ou fosforilação. Normalmente, essas modificações são finamente equilibradas e altamente reversíveis em tecidos normais, mas podem ser desequilibradas e hereditárias em células tumorais. Os inibidores de DAC aumentam a acetilação de histonas, modulando assim a expressão de um subconjunto de genes de maneira coordenada. Vários genes supressores de tumores associados ao fenótipo maligno são reprimidos por mecanismos epigenéticos em cânceres esporádicos. Assim, a terapia com inibidores de DAC pode alterar o fenótipo do tumor e inibir o crescimento desses tumores.

Múltiplas características do câncer são reguladas pela acetilação/desacetilação:

• A inibição de DAC tem como alvo proteínas histonas e não histonas. Alvejar o estado de acetilação de proteínas não histonas associadas a tumores que medeiam a proliferação pode ser o mecanismo antitumoral subjacente dos inibidores de DAC.
• Proteínas não histonas reguladas por acetilação incluem α-tubulina, p53, HIF-1α e HSP90. Essas proteínas são substratos de DACs.
• A capacidade de um único agente de atingir múltiplas características moleculares das células tumorais pode resultar em boa eficácia contra uma variedade de diferentes tipos de tumores.
• HSP90 está envolvido na estabilidade e degradação de proteínas; a inibição de HSP90 afeta a renovação de proteínas em doenças como mieloma múltiplo e malignidades de células B.
• O HIF-1α acetilado é degradado e não pode mais atuar como fator de crescimento tumoral. Os inibidores de DAC classe II têm como alvo a histona desacetilase (HDAC ou DAC) 6, resultando em aumento da acetilação de HIF-1α e diminuição do fator de crescimento endotelial vascular (VEGF), inibindo assim a angiogênese.
• Tanto a acetilação quanto a ubiquitilação geralmente ocorrem no mesmo resíduo de lisina, mas esses processos não podem ocorrer simultaneamente. A acetilação permite maior estabilidade e a ubiquitilação leva à degradação de proteínas. Portanto, os DACs diminuem a meia-vida de uma proteína expondo o resíduo de lisina para ubiquitilação.

Panobinostat (LBH589)

Panobinostat (LBH589) é um inibidor da desacetilase (DACi) pertencente a uma classe de compostos estruturalmente nova do ácido hidroxâmico cinâmico. É um potente inibidor pan-DAC classe I/II (pan-DACi) que demonstrou atividade antitumoral em modelos pré-clínicos e pacientes com câncer. As desacetilases (DAC) têm como alvo grupos de lisina na cromatina e fatores de transcrição e várias proteínas não histonas, como p53, tubulina, HSP90 e Rb. Panobinostat é formulado como uma cápsula oral e uma solução para injeção intravenosa (i.v.). Tanto o oral quanto o i.v. as formulações estão atualmente sendo investigadas em estudos em andamento de Fase I e Fase II em tumores sólidos avançados e malignidades hematológicas.

A inibição de DAC fornece uma nova abordagem para o tratamento do câncer. As histonas fazem parte das proteínas centrais dos nucleossomos, e a acetilação e desacetilação dessas proteínas desempenham um papel na regulação da expressão gênica. Histonas desacetiladas altamente carregadas ligam-se firmemente ao esqueleto de fosfato do DNA, inibindo a transcrição, presumivelmente, limitando o acesso de fatores de transcrição e polimerases de RNA ao DNA. A acetilação neutraliza a carga das histonas e gera uma conformação de DNA mais aberta. Essa conformação permite que fatores de transcrição e aparelhos de transcrição associados acessem o DNA, promovendo a expressão dos genes correspondentes. As atividades opostas de dois grupos de enzimas, histona acetiltransferase (HAT) e DAC controlam a quantidade de acetilação. Em células normais, existe um equilíbrio entre a atividade de HAT e DAC que leva a padrões específicos de células de expressão gênica. A perturbação do equilíbrio produz mudanças na expressão gênica.

Várias linhas de evidência sugerem que o recrutamento aberrante de DAC e a modificação resultante da estrutura da cromatina podem desempenhar um papel na alteração da expressão gênica observada em células transformadas. Por exemplo, o silenciamento de genes supressores de tumor no nível da cromatina é comum em tumores humanos e os complexos DAC demonstraram ser cruciais para a atividade das proteínas de fusão específicas de AML PLZF-RAR-α, PML-RAR-α e AML1/ETO. Os inibidores de DAC (DACi) mostraram induzir diferenciação, parada do ciclo celular ou apoptose em células tumorais cultivadas e inibir o crescimento de tumores em modelos animais. Além disso, DACi demonstrou induzir a expressão de p21, um mediador chave da parada do ciclo celular na fase G1 e diferenciação celular.

A inibição do crescimento tumoral e a apoptose em resposta ao tratamento com DACi também podem ser mediadas por alterações na acetilação de proteínas não histonas (por exemplo, HSP90, p53, HIF-1α, α-tubulina). Por exemplo, a proteína chaperona HSP90 demonstrou ser acetilada em células tratadas com DACi. A acetilação de HSP90 inibe sua capacidade de se ligar a proteínas clientes recentemente sintetizadas, impedindo assim o dobramento e a função adequadas da proteína cliente. Na ausência da função HSP90, as proteínas mal dobradas são direcionadas para degradação no proteassoma. Muitas proteínas que requerem associação HSP90 são críticas para o crescimento de células cancerígenas, incluindo ErbB1, ErbB2, AKT, Raf, KDR e BCR-ABL. A acetilação de HSP90 em células tratadas com DACi inibe a função de chaperona de HSP90, levando à degradação das proteínas clientes e eventual morte celular.

A potencial utilidade clínica do uso de DACi na terapia do câncer foi sugerida pela primeira vez pela atividade do DACi, fenilbutirato de sódio, contra leucemia promielocítica aguda (APL). Uma paciente adolescente com APL recidivante, que não respondeu mais ao ácido trans-retinóico (ATRA) sozinho, alcançou uma remissão clínica completa após o tratamento com uma combinação de ATRA e DACi fenilbutirato de sódio.