CARCINOMA della MAMMELLA: BASI MOLECOLARI ed IMPLICAZIONI PROGNOSTICHE e TERAPEUTICHE Nicoletta...

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CARCINOMA della MAMMELLA:CARCINOMA della MAMMELLA:BASI MOLECOLARI ed BASI MOLECOLARI ed

IMPLICAZIONI PROGNOSTICHE e IMPLICAZIONI PROGNOSTICHE e TERAPEUTICHETERAPEUTICHE

Nicoletta FortunatiNicoletta Fortunati

SCDU Endocrinologia OncologicaSCDU Endocrinologia Oncologica

5 Ottobre 2011Corso di aggiornamento in Endocrinologia Clinica

Endocrinologia oncologica Endocrinologia oncologica ““Hot topics” in clinica, diagnosi e terapia Hot topics” in clinica, diagnosi e terapia

TARGETED THERAPYTARGETED THERAPY

TARGETTARGET

CARCINOMA MAMMARIO CARCINOMA MAMMARIO SOTTOTIPISOTTOTIPI

1. LUMINAL A: ERER o PgR positivi, o PgR positivi, HER2 negativoHER2 negativo

2. LUMINAL B: ERER o PgR positivi, o PgR positivi, HER2 positivoHER2 positivo

3. HER2 POSITIVO: overespressione di HER2

4.4. BASALBASAL: : ERER e PgR negativi, HER2 e PgR negativi, HER2 negativo; (negativo; (TRIPLO NEGATIVO)

SHRs:domains funzionali e omologieSHRs:domains funzionali e omologie

Da: Ahmad N & Kumar R, Cancer Lett 300: 1-9, 2011

ERER & ER & ER

Da: Leitman Dc et al. Curr Op Pharmacol 10: 629-636, 2010

ERER & ER & ERDIFFERENZEDIFFERENZE

• Prodotti di 2 differenti geni (ER, locus 11q13.1; ER, locus 14q23.2 )

• LBD presenta una dimensione diversa

• AF-1 e AF-2 sono localizzati nelle regione meno conservata

• ER richiede sempre la presenza del ligando per avviare la regolazione genica mentre ER è attivo anche nella forma non legata

• Regolano sets di geni differenti sia perché si legano a regioni diverse del DNA (diverse dal tradizionale ERE) sia perché reclutano diversi sets di coregolatori

Meccanismo Classico dell’Azione degli SHRsMeccanismo Classico dell’Azione degli SHRs

Da: Ahmad N & Kumar R, Cancer Lett 300: 1-9, 2011

SHRsSHRs• SHRs sono fattori di trascrizione ligando-attivati che

comprendono i recettori per glucocorticoidi (GR), estrogeni (ER), progesterone (PR), androgeni (AR), e mineralocorticoidi (MR)

• SHRs sono costituiti da almeno 3 domains funzionali principali, che presentano diverse funzioni e diversi gradi di omologia: N-terminale (NTD)-, DNA binding domain (DBD-) il più conservato, e ligand binding (LBD)-domain C-terminale.

• Il modello d’azione classico prevede che gli SHRs non legati si trovino nel compartimento citoplasmatico associati con varie heat shock e altre protein chaperone; quando si lega il ligando, il recettore va incontro a rearrangiamenti conformazionali e transloca nel nucleo dove si lega a specifiche sequenze del DNA conosciute come hormone response elements (HREs) e si assembla con le proteine partner coregolatorie.

COREGOLATORICOREGOLATORI[COATTIVATORI & COREPRESSORI][COATTIVATORI & COREPRESSORI]

• Coattivatori e corepressori sono presenti nello stesso complesso molecolare che controlla il meccanismo trascrizionale regolato dagli SHRs e che ha come ultimo effetto l’espressione di specifici geni targets

• Questi complessi multi-molecolari agiscono stabilizzando la macchina trascrizionale basale e/o rimodellando la cromatina, funzione nella quale sono implicate numerose attività enzimatiche come le istone acetyltransferasi e deacetylasi

• La disregolazione del complesso SHR/coregolatori è coinvolta nello sviluppo di patologie quali le Sindromi da Resistenza Ormonale e le Neoplasie Ormono-dipendenti.

• I sets di coregolatori utilizzati cambia da tessuto a tessuto

FARMACOLOGIA degli SHRsFARMACOLOGIA degli SHRs

• Scoperta di meccanismi di specificità del tessuto target che moduli l’azione agonista o antagonista del farmaco Sviluppo di modulatori degli SHRs ad Sviluppo di modulatori degli SHRs ad attività tessuto-selettivaattività tessuto-selettiva

• La terapia ormonale è fondamentale nel trattamento di alcune neoplasie (e.g. mammella e prostata) ma la durata e le dosi dei modulatori degli SHRs sono ancora in via di definizione anche alla luce dello sviluppo della resistenza a tali farmaci che si sviluppa nel tempo questo è ritenuto un problema questo è ritenuto un problema clinico maggiore che richiede lo sviluppo di nuovi clinico maggiore che richiede lo sviluppo di nuovi agenti farmacologici in grado di superare la agenti farmacologici in grado di superare la resistenza ai modulatori degli SHRsresistenza ai modulatori degli SHRs

SERMS: TAMOXIFENESERMS: TAMOXIFENE

BASI MOLECOLARI dellaBASI MOLECOLARI dellaRESISTENZA alla TERAPIA ENDOCRINARESISTENZA alla TERAPIA ENDOCRINA

Resistenza Resistenza de novode novo o acquisita o acquisita

Perdita di ERPerdita di ER (soppressione espressione del (soppressione espressione del recettore e/o selezione clonale di cellule ER-recettore e/o selezione clonale di cellule ER-negative)negative)

Aumentata attività delle vie indotte da EGFR e/o Aumentata attività delle vie indotte da EGFR e/o IGFR con inibizione della funzionalità di ERIGFR con inibizione della funzionalità di ER

Ipersensibilità agli estrogeni dopo deprivazioneIpersensibilità agli estrogeni dopo deprivazione

MECCANISMI “NON-CLASSICI” MECCANISMI “NON-CLASSICI” dell’AZIONE ESTROGENICAdell’AZIONE ESTROGENICA

1. Signalling ER-mediato ligando-indipendente (attivazione di EGF-R, IGF-R, GProtein coupled-R, che inducono kinasi e fosfatasi e modificano lo stato fosforilativo di ER)

2. Effetti rapidi, “non-genomici”,mediati da un recettore membrane-associato

3. Signalling ERE-indipendente (trascrizione genica regolata da interazione proteina-proteina tra ER e altri fattori trascrizionali come AP-1, Sp1, NF-kB)

Da: Barone I et al. Clin Cancer Res 2010;16:2702-2708

KINASI & ERKINASI & ERIl tipo di kinasi che viene attivata determina

risposte differenti al ligando

• Erk1/2 → S118; Akt → S167 → resistenza al tamoxifene; → attivazione ligando-indipendente

• PKA e PAK-1 → S305 → alterazione della sensibilità agli estrogeni

e al tamoxifene

HINGE REGIONHINGE REGIONDomain multifunzionale che lega numerosi

coregolatori e partecipa al legame di ER al DNA

Acetilazione di K266 e K268 → induce il legame al DNA e l’attivazione ligando

indipendente

Acetilazione di K302 e K303→ inibisce l’attivazione di ER

Fosforilazioni delle Ser ed Acetilazione delle Lys sono tra di loro collegate (S305 → K302/303)

VARIANTI DI ERVARIANTI DI ERSono note numerose varianti di splicing di ERa che sono co-espresse con

il recettore wild type con effetto dominante positivo o negativo; in questo caso conferiscono alle cellule di Carcinoma Mammario fenotipo ormono-indipendente

• ER 3 → dominante negativo; sopprime attività trascrizionale estrogeno-indotta;

↓ crescita cellulare ancoraggio-dipendente; ↓ formazione di colonie in soft agar; ↓potenziale invasivo in vivo

• hER-46→ splicing alternativo di esone 1 che determina la mancanza di 173 aa in

AF-1; co-localizza sulle membrane con ER full-length; inibitore competitivo di ER; promuove attività genomica in cellule ER-negative

• hER-36→ trascrizione da promoter alternativo del gene di ER66; mancano

entrambi AF-1 e AF-2; conservati DBD e parte di HBD; possiede un domain extra di 27 aa; localizzata a livello di membrana dove trasduce la cascata di segnale “non-genomico” mediato da estrogeni ed antiestrogeni; inibisce effetti genomici di ER; overexpression in carcinomi si accompagna a scarsa prognosi e resistenza al tamoxifene

MUTAZIONI SPONTANEE di ERMUTAZIONI SPONTANEE di ER

• Y537N → elimina un residuo di Tyr carbossi-terminale sito critico di fosforilazione → recettore costituzionalmente attivo (presente in alcuni carcinomi mammari metastatici)

• K303R → sostituisce una Lys con Arg nel sito 303 della Hinge che causa una maggiore fosforilazione da parte di PKA e Akt → ipersensibilità agli estrogeni, ridotta sensibilità al tamoxifene, resistenza all’anastrazolo (presente in circa 1/3 delle iperplasie mammarie premaligne)

INIBITORI AROMATASIINIBITORI AROMATASIINIBITORI AROMATASIINIBITORI AROMATASI

INIBITORI AROMATASIINIBITORI AROMATASI

ANASTRAZOLOANASTRAZOLO

EXEMESTANOEXEMESTANO

Da: Johnston S R Clin Cancer Res 2010;16:1979-1987

HER2HER2

• Appartiene alla famiglia dei recettori per Epidermal Growth Factor (TK)

• 4 recettori Tirosino-Kinasi (TK) di membrana: HER1, HER2, HER3, HER4

• HER2 è overespresso in 20-25% dei carcinomi mammari; dovuta ad amplificazione del gene HER2; associata a fenotipo aggressivo e prognosi peggiore

• Non ha un ligando proprio ma si attiva dopo etero dimerizzazione con un altro membro della famiglia

HERs & LIGANDIHERs & LIGANDI

Da: Gutierrez C, Schiff R, Arch Pathol Lab Med 2011

HER1, HER2, HER3, HER4HER1, HER2, HER3, HER4

Da Linden H M et al. Clin Cancer Res 2006; 12:5608-5610

HER: SIGNALLING PATHWAYS HER: SIGNALLING PATHWAYS

HER-2 SCORING - IMMUNOISTOCHIMICAHER-2 SCORING - IMMUNOISTOCHIMICA

HER-2 GENE AMPLIFICATIONHER-2 GENE AMPLIFICATION

HER2 OVEREXPRESSIONHER2 OVEREXPRESSION

HER-2 TARGETED THERAPYHER-2 TARGETED THERAPY

TRASTUZUMABTRASTUZUMAB

LAPATINIBLAPATINIB

PERTUZUMABPERTUZUMAB

da Alvarez, R. H. et al. J Clin Oncol; 28:3366-3379 2010

NERATINIBNERATINIB

INIBITORI di mTORINIBITORI di mTOR

AANNGGIIOOGGEENNEESSII

VEGFRVEGFR

INIBITORI VEGF e VEGFRINIBITORI VEGF e VEGFR

BEVACIZUMABBEVACIZUMAB

VGFR/TK-INIBITORIVGFR/TK-INIBITORI

SUNITINIBSUNITINIB

SORAFENIBSORAFENIB

MOTESANIBMOTESANIBVATALANIBVATALANIB

PARPPARP(Poly Adenosine-diphosphate Ribose)(Poly Adenosine-diphosphate Ribose)

BRCA1 e BRCA2BRCA1 e BRCA2

• Cellule con mutazioni loss-of-function di BRCA possono perdere l’allele wild type

• alterazioni di BRCA1 e BRCA2 sensibilizzano le cellule all’azione di PARP → instabilità cromosomica → aberrazioni genetiche → carcinogenesi

• Solo le cellule mutazioni BRCA1 e BRCA2 sono sensibili agli inibitori di PARP

INIBITORI di PARPINIBITORI di PARP

FARMACI TARGET di PATHWAYS che interagiscono con ERα FARMACI TARGET di PATHWAYS che interagiscono con ERα in CARCINOMI MAMMARI ERα-POSITIVI: CLINICAL TRIALS in CARCINOMI MAMMARI ERα-POSITIVI: CLINICAL TRIALS

Farmaco/CombinazionePathway Target(s)

Stato MalattiaFase

PD-325901MEK (MAPK pathway)

Caricinoma mammario, colon melanoma; avanzato

Bevacizumab + sorafenib tosylate† RAF (MAPK pathway)

Tumori solidi refrattari, metastatici, non operabili

Paclitaxel and RAD001 followed by FEC (chemotherapy)‡§ mTOR

Carcinoma mammario Triplo Negativo

Ritonavir (preoperative)∥ AktCarcinoma mammario di nuova diagnosi

GSK2141795¶ AktTumori solidi/linfomi non responsivi ad altre terapie

GDC-0941 + bevacizumab + paclitaxel** PI3KCarcinoma mammario metatstico o con recidive locali

BGT226§ PI3KTumori solidi avanzati (anche Carcinoma mammario)

BEZ235§ PI3KTumori solidi avanzati (anche Carcinoma mammario) I

Temsirolimus††† mTORCarcinoma mammario metatstico o con recidive locali II

XL147+ XL647‡‡ PI3KTumori solide (anche Carcinoma mammario)

TARGETED THERAPYTARGETED THERAPY

TARGETTARGET

CARCINOMA della MAMMELLA: BASI MOLECOLARI ed IMPLICAZIONI PROGNOSTICHE e TERAPEUTICHE Nicoletta...

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