Oncología. Atanasio Pandiella (CIC, Salamanca, RTIC en Cáncer)

Red Temática de Investigación
Cooperativa
en Cáncer
www.rticcc.org
Propósito de la RTICC
Investigación básica
(Laboratorio)
Investigación traslacional
Investigación clínica
(Hospital)
RED TEMATICA DE INVESTIGACION COOPERATIVA
DE CENTROS DE CANCER (RTICCC)
IUOPA OVIEDO
VALDECILLA
2003-2006
H. CRUCES
BILBAO
CIMA
NAVARRA
CHUS
SANTIAGO
HMS
ZARAGOZA
IDIBAPS
ICO
CRG/PRRB
CIC
SALAMANCA
VALL D’HEBRÓN
IIB
SANTPAU
CNB
HGTiP
CNIO
IVO
VALENCIA
HCSC
H. ARRIXACA
MURCIA
12Octubre
•126 grupos*
•1596 doctores*
H.V. ROCIO
SEVILLA
HVN
GRANADA
*Grupos de investigacion con proyectos financiados
*No incluyendo personal de servicios y unidades científicas
ICIC
CANARIAS
• 6.763.606 € / año
• 23 Nodos // 13 CC.AA.
• 9 Programas Transversales
RED TEMATICA DE INVESTIGACION
COOPERATIVA EN CANCER (RTICC)
2007-2011
GR:2
GR:3
GCA: 1
GCA:2
GR:6
GCA:1
GR:1
GCA:1
GR: 24
GCA: 4
GR: 8
GCA: 0
GR:14
GCA:2
● 11 CC.AA.
GR:6
GCA:1
GCA: 1
• 70 Grupos regulares
• 12 Grupos clínicos
asistenciales
GR:4
GCA:1
● 4.8 - 5 M € / año
Estructura Organizativa RTICC
COMITÉ CIENTÍFICO EXTERNO
COMITÉ EJECUTIVO
Coordinador general
Coordinadores Programas horizontales
Coordinadores Líneas verticales
Líneas verticales
1.
4.
Mecanismos moleculares en el desarrollo y progresión del cáncer (Dr. A. Muñoz)
2. Tumores hematológicos (Drs. J. San Miguel, M.A. Piris, J. Sierra)
3. Tumores sólidos (Dr. J. Baselga)
Epidemiología molecular y prevención del cáncer esporádico y familiar (Dr. X. Bosch)
Programas horizontales
1.
Formación y movilidad de personal investigador (Dr. L. Montuenga)
2. Biobancos (Drs. M Morente, E. de Álava)
3. Genómica, proteómica, y bioinformática (Dr. X. Bustelo)
4. Diagnóstico molecular genético, y no invasivo por imagen (Dr. E. Campo)
5. Registro de tumores, epidemiológico, prevención y bioestadística (Dr. J.M.Borrás)
6. Investigación traslacional, biomarcadores, desarrollo (pre)clínico de fármacos (Dr. E. Díaz Rubio)
PROGRAMAS HORIZONTALES / PLATAFORMAS DE
SERVICIO
PROGRAMA DE BANCOS DE TEJIDOS Y TUMORES
PROGRAMA DE GENÓMICA, PROTEÓMICA Y BIOINFORMÁTICA
PROGRAMA DE DIAGNÓSTICO MOLECULAR, GENÉTICO Y POR
IMAGEN
LINEAS VERTICALES DE INVESTIGACIÓN RTICC
PLATAFORMA DE FORMACIÓN Y MOVILIDAD RTICC
•Bolsas viaje
•Ayudas Introducción Investigación
•Estancias cortas
PROGRAMA DE INVESTIGACIÓN TRASLACIONAL
Cancer
Cancer Research
Research Center
Center
Laboratorio de Oncofarmacología
Traslacional
Centro de Investigación del Cáncer
CSIC-Universidad de Salamanca
http://www.cicancer.org/lot/screening.php
Cancer
Cancer Research
Research Center
Center
¿Para qué se crea el Laboratorio de
Oncofarmacología Traslacional?
Favorecer la llegada a la clínica
de fármacos antitumorales
(from the bench to the bedside)
Cancer
Cancer Research
Research Center
Center
¿Qué estudios se realizan?
Evaluación de la eficacia, la toxicidad y el mecanismo de acción de nuevos fármacos.
Análisis de combinaciones de nuevos fármacos que puedan presentar un efecto
sinérgico, particularmente con aquellos que ya se encuentran en la clínica.
Aquellos fármacos o combinaciones que presenten unas mejores perspectivas clínicas en
los estudios in vitro se estudiarán en modelos animales.
Estudio de su transferencia a la clínica
(optimización de indicaciones “advice”).
Cancer
Cancer Research
Research Center
Center
¿Quiénes solicitan estos estudios?
1. Grupos clínicos y básicos
2. Compañías farmacéuticas/biotech
Cancer
Cancer Research
Research Center
Center
¿De quienes son los fármacos?
1. Grupos clínicos y básicos (escasa participación)
2. Compañías farmacéuticas/biotech (principalmente)
Cancer
Cancer Research
Research Center
Center
¿Qué tipos de fármacos estudiamos?
1. Fármacos contra dianas (targetted drugs)
2. Fármacos sin diana definida
Cancer
Cancer Research
Research Center
Center
¿Cómo realizamos estos estudios?
General overview
¾
Sequential process in the development of a new drug
Preclinical
Clinical
steps
development
In vitro
¾
Development of novel drugs
Ex vivo
Clinical
trials
In vivo
Several models for different Haematological Malignancies
MM
AML
B-LPD
Preclinical studies
“in vitro”
• Cell lines
Efficacy
• In the presence of Microenvironment
• Patient’s samples (ex vivo)
Toxicity
Mech. action
• Lymphocytes & Granulocytes in the BM
• Apoptosis
• Cell cycle
• Specific Mechanisms
Development of novel drugs
“in vivo”
• Tumor volume
• Survival
• “Clinical”
• Histological
Development of novel drugs
Cell lines
B-LPD
AML
MM1S
MEC-1 (CLL)
HEL
MM1R
JEKO1 (MCL)
HL-60
RPMI
SUDHL-6 (FL)
MV4-11
RPMI-LR5
KARPAS 1718 (SMZL)
KG-1
RPMI-Dox40
JVM-2 (CLL)
U266
KARPAS (FL)
MM
120
% MTT upake
MM
100
80
MM1S
60
MM1R
40
U266
U266LR7
20
U266DOX4
0
0
U266-LR7
0.1
1
10
nM
100
U266-Dox40
AML
OPM-1
OPM-2
MTT uptake
MM144
INA-6
NCI-H929
Cytotoxicity
MTT
120
100
80
HEL
KG1
MV4-11
HL60
60
40
20
0
0
1
5
10 50
nM
100 1000
Development of novel drugs
Ex vivo patient’s samples
BM aspirate
PC
RBC lysis
NH4 Cl
10 0
10 1
10 2
Lymphocytes
10 3
10 4
CD38 ->
CONTROL.001
10 0
10 1
10 2
10 3
10 4
CD45 ->
CONTROL.001
Gr-Monocytes
10 0
10 1
10 2
10 3
10 4
10 3
10 4
CD45 ->
CONTROL.001
Leucocytes
Basal
10 0
10 1
10 2
10 3
10 4
ANEXINA V-CONTROL ->
CONTROL.002
Culture with the drug
10 1
10 2
10 3
10 4
ANEXINA V-CONTROL ->
CONTROL.001
10 0
10 1
10 2
ANEXINA V-CONTROL ->
CONTROL.001
10 nM
10 0
10 1
10 2
10 3
10 4
10 0
10 1
10 2
10 3
10 4
ANEXINA V-AP 10nM ->
AP 10nM.003
ANEXINA V-AP 10nM ->
AP 10nM.004
Flow cytometry
10 0
10 0
10 1
10 2
10 3
10 4
ANEXINA V-AP 10nM ->
AP 10nM.003
Anexina-V
Surface MoAb
50 nM
10 0
10 1
10 2
10 3
ANEXINA V-AP 100nM ->
AP 100nM.006
10 4
10 0
10 1
10 2
10 3
ANEXINA V-AP 100nM ->
AP 100nM.005
10 4
10 0
10 1
10 2
10 3
ANEXINA V-AP 100nM ->
AP 100nM.005
10 4
Development of novel drugs
Ex vivo patient’s samples
Anti-tumoral effect in AML patients’ cells
Treated
Control
Methodology
BM aspirate
17%
RBC lysis
NH4 Cl
10 0
10 1
10 2
10 3
104
41%
100
AV FITC Control ->
APG66789.001
101
102
103
104
AV FITC Bortezomib 50n ->
APG66789.005
Treatment with drug (18
hours)
20%
53%
Annexin-V
Cytometry
10 0
Mo Ab
CD34- Blasts
10 1
10 2
10 3
104
100
AV FITC Control ->
APG66789.001
101
102
103
104
AV FITC Bortezomib 50n ->
APG66789.005
55%
3%
CD34+ Blasts
40%
10 0
10 0
10 1
10 2
CD34 ->
AP66789.006
10 3
10 4
Lymphocytes
5%
10 1
10 2
AV FITC Control ->
APG66789.001
10 3
104
10%
100
101
102
103
104
AV FITC Bortezomib 50n ->
APG66789.005
Colado et al. Haematologica, 2008
Development of novel drugs
Ex vivo patient’s samples
% Annexin V +
Plasma cells
MM
Lymphocytes
Gr-Monoc
100
80
60
40
20
0
Control
10 nM
100 nM
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
Patients
Blasts
Lymphocytes
100
% Annexin V + cells
AML
% Annexin V + cells
100
80
60
40
20
0
1
2
3
4$
5
6 7
8* 9
Patient number
10 11
1 nM
5 nM
10 nM
50 nM
100 nM
80
60
40
20
0
1
2
3
4$ 6
8* 9
Patient number
Preclinical studies
“in vitro”
• Cell lines
Efficacy
• In the presence of Microenvironment
• Patient’s samples (ex vivo)
Toxicity
Mech. action
• Lymphocytes & Granulocytes in the BM
• Apoptosis
• Cell cycle
• Specific Mechanisms
Development of novel drugs
“in vivo”
• Tumor volume
• Survival
• “Clinical”
• Histological
Development of novel drugs
Cell cycle
P provokes G0/G1 blockade in MM
Time (hours)
3
6
12
18
24
Cell count
0
CDKN2
p57
CDK2
CDKN2C
CDK4
CENPF
CCND2
MCM2
MCM5
CDC25
Ki-67
V-MYC
512 0
256
512 0
8.5
6.0
3.0
2.4
- 2.7
- 3.0
- 3.5
- 3.7
- 4.0
- 4.0
- 5.0
- 8.0
Time (hours)
512 0
256
256
512 0
256
512 0
256
512
X.2
256
Control.2
X.1
Control.1
0
0
1
3
6
12
24
p21
p53
Cyclin D1
Cdk-2
Cdk-4
… through an increase of
p21, p53 and p57 and a
decrease of Cyclins and
CDKs.
Development of novel drugs
Apoptosis
X
100
horas
80
60
40
20
0
0 12
Time
Bortezomib
24 24
kb
5400
3050
1970
0
12
24
48
Time (hours) 100 nM
100
101
DioC6(3) →
Time (hours)
0
Apaf-1
Caspasa-9
1
3
6
12
Fragmentos
activos
PARP
Caspasa 8
Fragmentos
activos
102
24 hours
103
100
101
102
DioC6(3) →
103
Citocromo C
24
Pm, kDa
141
46/48
37
Time (hours)
0 12 24 48
Cytop.
Fragmentos
activos
Caspasa-3
0 hours
Cell count
% Annexin V +
P induces apoptosis …
Mit.
10
32
17/22
10/12
112
85
55
40
23
AIF
Time (hours)
0
12
24 48
Cytop.
Mit.
… through a
caspase-dependent
and
-independent
mechanism.
Preclinical studies
“in vitro”
• Cell lines
Efficacy
• In the presence of Microenvironment
• Patient’s samples (ex vivo)
Toxicity
Mech. action
• Lymphocytes & Granulocytes in the BM
• Apoptosis
• Cell cycle
• Specific Mechanisms
Development of novel drugs
“in vivo”
• Tumor volume
• Survival
• “Clinical”
• Histological
Development of novel drugs
In vivo efficacy
Efficacy in a xenograft of human sc plasmocytoma in mice
Control
P sc 5 days weekly.
3000
C
10 mg/Kg x 21 and then 5 mg/Kg
P
2500
Ac. H4
Ocio, ASH 2007
2000
1500
1000
Efficacy in big pretreated
tumors
500
0
0
10
20
30
40
50
60
Tumor volume (mm3)
4000
1.0
0.8
0.6
0.4
p27
3000
2000
cl-C3
1000
0
0.2
0.0
BrdU
70
Days
Survival
Tumor volume (mm3)
3500
C
0
20
P
40
60
Days of treatment
80
0
2
4
6
Days
P sc 10 mg/Kg daily
8
10
12
H2AX
P
Preclinical studies
“in vitro”
Development of novel drugs
“in vivo”
Combinations
• Cell lines
Efficacy
• In the presence of Microenvironment
• Patient’s samples (ex vivo)
Toxicity
Mech. action
• Lymphocytes & Granulocytes in the BM
• Apoptosis
• Cell cycle
• Specific Mechanisms
• Tumor volume
• Survival
• “Clinical”
• Histological
Development of novel drugs
Double Combinations
LMA
MM
20
M
120
-
-
+
+
Z
100
100
70
80
60
46
45
40
13
20
8
Rationale for the initiation of a
clinical trial in AML patients with
0
P5
+D
25
0
P1
0+
D2
50
25
Do
xo
nM
10
P
P
5n
M
ro
l
0
Co
nt
%survival
- +
+
na
l
-
Le
- +
t
- +
Bo
r
0
id
F
da
lu
40
De
x
aC
Ar
P 5 nM
60
al
-+ -+ -+
80
Th
23 21
19
100
h
46
MM1S cell line
48h treatment
120
el
p
69
MTT uptake (%control)
100
120
100
80
60
40
20
0
P + Idarubicina + Ara-C
Triple Combinations
Bortezomib
Lenalidomide
MTT uptake (%control)
120
PBD
100
80
60
40
20
0
- +
- +
Annexin V (+) cells
80
60
40
20
0
- +
- +
- +
- +
Dexa Bort D+B
PLD
100
80
40
20
- +
- +
- +
- + P
Dexa Len D+L
100
80
60
40
20
0
P
MM1S cell line
48h treatment
60
120
100
+ Dex
120
0
- + P
Dexa Bort D+B
120
Annexin V (+) cells
- +
MTT uptake (%control)
Triple combinations: P +
Development of novel drugs
- +
- +
- +
- + P
Dexa Len D+L
PBD & PLD
clearly improves
the in vitro
efficacy of their
respective
double comb.
In vivo Combinations
Development of novel drugs
Efficacy in a xenograft of human sc plasmocytoma in mice
120 CB17-SCID mice were sc injected with 3x106 MM1S cells
When tumors became palpable randomization to:
• Vehicle
• P 10 mg/Kg x 21 days and 5 mg/Kg afterwards
• Dexamethasone 1 mg/Kg
• Bortezomib 0.1 mg/Kg
• Lenalidomide 15 mg/Kg
• Doubles: PD, PB, PL, BD, LD
• Triples: PBD, PLD
Monitorization of tumor volume & toxicity signs: 3 times / week
Mice were sacrificed when the tumor diameter > 2 cm
Development of novel drugs
In vivo Combinations
3600
1.0
3000
C
B
2400
D
PBD**
BD
1800
1200
PD*
0.4
0.2
0
0.0
10
20
30
40
50
60
70
80
PB*
0.6
600
0
C
0
20
B
D
40
PBD
**
** p<0.05 related
to doubles
P
60
80
100
120
Days of treatment
3600
1.0
3000
PL*
C
2400
P
D
L
0.8
PLD**
LD
1800
PD*
1200
Survival
Tumor volume (mm3)
PD*
BD
Days of treatment
PLD
* p<0.05 related
to singles
0.8
PB*
P
Survival
PBD
Tumor volume (mm3)
Efficacy in a xenograft of human sc plasmocytoma in mice
LD
0.4
600
0.2
0
0.0
0
10
20
30
40
50
60
Days of treatment
70
80
PL*
0.6
L
C
0
20
D
40
60
PD*
P
80
PLD**
100
Days of treatment
Ocio, ASH 2007
In vivo Combinations
Development of novel drugs
Efficacy in a xenograft of human sc plasmocytoma in mice
Immunohistochemical studies performed on tumors excised from mice
Cl. Casp. 3
PARP
Cl. Casp. 3
Ki-67
Control
Control
P
P
Bort
Lenal
Dex
Dex
PBD
PLD
PARP
Ki-67